國華衛(wèi)星數(shù)據(jù)
Guohua Satellite
太陽能光伏組件是太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，其作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，或送往蓄電池中存儲起來，或推動負(fù)載工作。光伏電站中組件數(shù)量多，一旦組件在運(yùn)行過程中發(fā)生放電起火故障，若不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將對光伏電站資產(chǎn)造成嚴(yán)重?fù)p失，因此要重視組件在實(shí)際運(yùn)行過程中的問題，讓其在全壽命周期內(nèi)都穩(wěn)健可靠，保證電站資產(chǎn)安全。在國華衛(wèi)星數(shù)據(jù)運(yùn)維的光伏電站，電站運(yùn)維人員巡檢發(fā)現(xiàn)存在組件背板放電起火、組件接線盒封膠開裂 2 類問題，嚴(yán)重威脅電站生產(chǎn)安全。
01.
背板放電起火
根據(jù)運(yùn)維人員對放電起火組件安裝位置的反饋，背板放電起火組件的分布較散，廠區(qū)內(nèi)放電擊穿組件的位置區(qū)域也無固定規(guī)律；放電擊穿位置均為組件安裝下沿的兩行電池內(nèi)，廠區(qū)內(nèi)組件安裝方式均為接線盒右側(cè)朝向安裝。
02.
組件接線盒封膠開裂
根據(jù)運(yùn)維人員反饋，電站部分組件存在電壓偏低、支路無電流現(xiàn)象，經(jīng)現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)，組串內(nèi)組件均存在二極管擊穿，二極管擊穿均在負(fù)極位置，組件測試開路電壓成比例降低，紅外掃描二極管嚴(yán)重發(fā)熱。
針對上述問題，國華衛(wèi)星數(shù)據(jù)委派專業(yè)檢測工程師前往電站現(xiàn)場，對相關(guān)組件進(jìn)行紅外熱成像測試和外觀檢查，除上述組件背板放電起火、組件接線盒封膠開裂2類問題外，現(xiàn)場還發(fā)現(xiàn)6塊組件存在1/3電池片紅外熱成像發(fā)熱異常的現(xiàn)象。
為分析組件故障原因，檢測工程師挑選了上述3類以及對比組件共11塊寄回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測試, 分為 A、B、C、D 四類，如表 1 所示。
實(shí)驗(yàn)室對抽檢組件進(jìn)行了外觀檢查、最大功率測量、EL 測試，D 類對照組2塊組件還進(jìn)行了旁路二極管熱性能試驗(yàn)，結(jié)果匯總?cè)缦卤硭尽?/p>
為進(jìn)一步分析組件異常原因，檢測工程師還進(jìn)行了遮擋測試、二極管功能測試和組件反向通電測試 3 個(gè)試驗(yàn)，測試結(jié)果如下：
試驗(yàn)一 組件遮擋測試
I-V 測試時(shí)遮擋一個(gè)二極管對應(yīng)的組件1/3 電池片，正常情況下對應(yīng)電池串將被旁路，工作電壓降低1/3；若工作電壓下降大于1/3，則表明光照下電流仍然通過該電池串，組件內(nèi)阻增加，因此判斷該二極管的旁路功能已失效；若工作電壓無變化，則表明該電池串已開路或被短路，遮擋不影響功率輸出。依次遮擋 3 個(gè)二極管所在的電池串，結(jié)果如表 3 所示。
試驗(yàn)二 組件反向通電測試
組件 EL 測試時(shí)為正向通電，電流走向?yàn)殡姵仄?；反向通電時(shí)，電流走向則為二極管， 若反向通電時(shí)組件開路，無法導(dǎo)通，說明二極管回路存在開路。通過組件正向/反向 2 種方向的通電測試，分析電池片和二極管的異常情況，驗(yàn)證前述分析結(jié)果，如表 4 所示。
試驗(yàn)三. 二極管功能測試
為確定上述二極管具體問題，挖開全部組件的接線盒封膠，對二極管逐一進(jìn)行正向/反向電壓測試，同時(shí)對接線盒內(nèi)部進(jìn)行外觀檢查，結(jié)果如表 5 所示。
二極管引腳斷開
二極管損壞（殼體斷裂）
匯流條虛焊
結(jié)合實(shí)驗(yàn)室檢測結(jié)果，
對組件故障的原因分析匯總?cè)缦拢?/p>
航天光伏電站運(yùn)維
Aerospace Maintainence
總結(jié)
電站組件出現(xiàn)的背板燒焦、接線盒封膠開裂、紅外1/3電池發(fā)熱等3類問題，均是由于二極管損壞、匯流條虛焊原因引起的，加之方陣存在陰影遮擋等不利外界因素，最終導(dǎo)致組件嚴(yán)重故障。
因此，對于光伏組件的巡檢，除了完成常規(guī)的檢查項(xiàng)目外，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)對組件接線盒紅外熱成像、組件開壓測試、組件紅外熱成像觀察整個(gè)電池串是否存在1/3溫度異常的檢查，從而保證光伏組件在全壽命周期內(nèi)都穩(wěn)健可靠。
秋冬季節(jié)電站防火工作是重中之重，廠區(qū)內(nèi)的火源大多來自于直流設(shè)備故障拉弧。細(xì)微之處見真功，國華衛(wèi)星數(shù)據(jù)科技有限公司始終將客戶資產(chǎn)安全放在第一位，防火工作不僅是演練、除草、巡查等常規(guī)工作，更是對細(xì)微處起火源頭的深究。此次的深度故障分析為組件起火隱患提供了防范思路，更是將起火原因定位到了組件接線盒這種小部件上。
為解決山地電站組件起火隱患，國華衛(wèi)星數(shù)據(jù)科技有限公司對所運(yùn)維的山地電站，進(jìn)行了無人機(jī)熱斑巡檢，針對排查出的熱斑組件再逐一進(jìn)行熱成像復(fù)核、開路電壓測試，接線盒熱成像檢查等工作，確保組件發(fā)熱起火的隱患降到最低，為業(yè)主電站安全打上雙重保險(xiǎn)。
