聚 焦Focus光伏组件设备监造及常见质量问题■ 陈会摘要：光伏组件设备是光伏发电系统的核心部件，提升光伏组件设备的品质有利于光伏发电平价上网目标的实现。文章介绍了光伏组件设备监理工作的主要内容，并结合实际案例，阐述设备监造在提升光伏组件设备品质过程中的作用。关键词：太阳电池 光伏组件 设备监造 质量0引言太阳电池是光伏发电系统中的核心器件，但单体太阳电池的环境适应性差，且单体太阳电池的电气参数经常不能满足作为电源的要求。为增强太阳电池的环境适应性，并使之满足使用要求，需要将单体电池通过串联、并联的方式合理连接起来，并进行封装。多个单体电池经过连接和封装后形成的器件称为太阳电池组件，也称为光伏组件。太阳电池效率的提高、制造与封装成本的降低、光伏组件性能的长期稳定是实现光伏发电平价上网的前提，这有赖于技术的进步，也有赖于严格的质量管理体系的建立。光伏组件制造企业都建立了自己的质量管理体系，但质量控制标准能否得到有效执行，成为控制组件质量的关键。监理工程师驻厂监造，通过对光伏组件制造企业的质量管理体系的运维情况进行监督，并对光伏组件生产过程中出现的质量问题提供技术支持与咨询，能够有效促进光伏组件设备品质的提升。合理的监理（监造）文件体系是确保日常监理（监造）工作顺利开展的重要工具，它保证了监理方与设备制造方和业主方的有效沟通。监理（监造）过程中产生的书面文件，是重要的监理（监造）工作记录，体现了监理（监造）工作的价值与意义。监理（监造）工作虽不需要监理（监造）工程师直接操作设备，但需要他们深入制造（检验）过程的一线。光伏组件制造涉及多个学科专业，只有驻厂监造工程师、专业工程师和项目经理发挥各自专业优势，通力配合，才能保证监理（监造）工作的顺利进行。同时，监理（监造）团队成员需要加强专业知识方面的学习，并向其他监理（监造）单位学习先进经验。2监造对提升光伏组件设备品质的作用2.1光伏组件常见质量问题单体太阳电池不能直接用于光伏发电系统，需要对其进行封装，形成光伏组件。实际使用的光伏组件要满足以下要求：（1）具有足够的机械强度，能够经受运输、安装产生的应力，及偶发的机械冲击。（2）良好的密封性能，能抵御水汽等对太阳电池的腐蚀。（3）良好的电气性能，满足特定的输出电压、功率和绝缘性能要求。（4）良好的环境适应性。（5）封装成本尽可能低，稳定可靠，使用寿命长。为了保证光伏组件在户外使用过程中的长期可靠性和发电量，光伏组件在制造、采购与使用过程中需要按照一定标准（如IEC 61215、GB/T 9535—1998等）进行测试。组件测试主要有下述目的：（1）满足实际使用需求。（2）分析太阳电池制造与封装过程中缺陷产生的原因。（3）满足设计鉴定与定型的需要。光伏组件的常见检测项目包括：（1）外观检查（无严重外观缺陷）；（2）I-V测试（测量特定光照条件下太阳电池组件的伏安特性曲线）；（3）电致发光测试（Electroluminescence，EL）（用电致发光图像表征太阳电池内部缺陷）；（4）绝缘试验（测定组件中载流元件与组件边框之间的绝缘是否良好）；（5）湿漏电流试验；（6）热循环试验；（7）湿-热试验；（8）机械载荷试验；（9）冰雹试验等。1光伏组件设备监造1.1光伏组件设备监造工作简介为实现高品质合格组件的供应，光伏组件采购方（业主方）委托监理方对光伏组件制造厂（生产单位）的光伏组件生产过程进行监造。光伏组件设备监造工作流程包括：（1）验厂（确认生产单位是否已经具备组件生产制造的条件和资质）；（2）原材料核验（确认计划用于生产的原材料满足技术协议的约定）；（3）制造（检验）过程监督（监督生产单位按照合同约定的标准进行组件生产和检验，对生产和检验过程中出现的问题提出处理意见和建议）；（4）信息沟通与反馈（协助业主方与生产单位沟通，保证组件能够按计划生产和发货）；（5）项目结束后，向业主方提供监造过程中产生的书面记录材料。1.2光伏组件监造工作的基础光伏组件设备监造工作的顺利开展，需要生产单位的积极配合，更需要监理方具备较强的综合能力。监理方的综合能力体现在：（1）具有较为合理的监理（监造）文件体系。（2）具有水平较高的监理（监造）团队。182019.7设备监理聚 焦Focus光伏组件常见质量问题包括：（1）外观严重缺陷，如光伏组件背板划伤。光伏组件背板需要具有足够的机械和电气绝缘强度，需要能够防止水汽渗透进入组件内部。如果组件背板出现划伤将破坏背板材料的结构完整性，影响光伏组件的使用寿命并带来安全隐患。（2）隐裂，电池片中潜在的断裂缺陷。隐裂的存在将影响光伏组件的输出、以及组件的长期使用性能。（3）破片，电池片出现部分断裂脱落的现象。（4）虚焊，焊接过程中汇流条与电池片没有形成牢固的连接。（5）断栅，太阳电池片表面印刷的细栅线断裂。（6）黑边，EL检测时，太阳电池片的边缘出现阴影。（7）明暗片、黑片、黑芯片等等。上述的质量问题都将影响光伏组件的电气性能和长期使用性能。2.2降低光伏组件不合格率的典型案例（1）案例背景。某光伏电站项目的50MW光伏组件由某公司生产，我们对组件的制造过程进行了监造。最终发货的组件中，经监理工程师驻厂监造的组件共48080块，其余31032块组件（约8.1MW）的生产过程未经监理工程师现场见证。（2）检验结果。为了保证光伏组件的高品质，对31032块库存组件的EL项目进行了全检。EL检测项目不合格的组件共计227块（主要是太阳电池片存在隐裂），这部分组件从待发货组件中剔除。在抽检过程中还剔除了9块其他检测项目不合格的组件（抽检比例为1%），主要是外观存在缺陷，抽检样品异常比例为0.29‰，具体数据详见表1。表1：某光伏电站项目组件检验异常情况对比项目组件总数/块EL异常组件数量/块抽检异常组件数量/块抽检异常比例/‰为了便于对照，表1中一并列出48080块监造组件的抽检数据，被监造组件抽检异常比例（0.25‰）低于未监造组件，且未出现EL检测项目大比例异常的情况。3结束语在石油、煤炭等常规能源供应紧张、环境污染问题日益突出的背景下，太阳能以其清洁无污染的独特优势，其开发与利用受到与企业越来越多的重视。随着我国大型地面光伏电站建设井喷式的发展，光伏组件设备在使用过程中暴露出一系列质量问题，这不利于光伏发电平价上网目标的实现。提升光伏组件设备的品质已成为制约提高太阳电池的光电转换效率和降低成本的关键问题。通过对光伏组件设备监造项目中发现的质量问题进行定量分析和对比，可以得出如下结论：光伏组件设备制造过程中，监理工程师对组件生产过程进行现场见证（监督），能够有效降低入库组件的不合格率，提升光伏组件设备的品质。实际项目案例表明：光伏组件设备的监理（监造）工作，通过监督光伏组件制造企业的质量管理体系的运维情况，并对生产过程中出现的质量问题提供及时的技术支持与咨询，有利于提升光伏组件设备品质。参考文献[1]郭志球,沈辉,刘正义,等.太阳电池研究进展[J].材料导报, 2006(3):41-43. [2]李金刚，王斌，孟昭渊，等.智能光伏组件的研究与实践[J]. 能源工程, 2008(1):40-44.[3]吴大庆.光伏组件焊接质量研究与检验[J].计算机产品与流通, 2019(2):77-79.未监造组件3103222790.29监造组件480800120.25作者简介：陈会，中国电能成套设备有限公司，工程师。注：未监造组件的EL项目全检。外送新能源累计逾600亿kW·h截至今年7月，我国风能和太阳能富集的，累计外送新能源电量626.72亿kW·h。2010年，750kV与西北联网第一通道建成投运，结束了电网孤网运行历史。次年，新能源通过这一通道实现小规模外送。2014年1月，哈密南至郑州±800 kV特高压直流输电工程投运，大规模外送新能源的时启。连续几年， “疆电外送”总规模越来越大，新能源的占比也越来越高。特别是去年，通过新能源现货交易、西北援疆电力库，新能源得以在更大范围优化配置。据了解，目前风电装机容量1925.1万kW，光伏发电装机容量1021.6万kW，新能源装机位居全国前列。PLANT ENGINEERING CONSULTANTS 2019.719
