組件可靠性風險“大盤點”之接線盒失效風險

近年來,隨著光伏度電成本的不斷降低,光伏發電逐步在新型電力係統中走向主力能源,組件產品作為光伏電站最核心的發電設備,其安全性與可靠性將直接影響電站乃至新型電力係統的長久穩定運行。確保組件產品的品質可靠,是保障發電係統安全的核心要素,也是護航終端客戶價值的關鍵所在。圖片來源:IEAPVPST13REP
Admin 2023-1-19 11:24:38

近年來,隨著光伏度電成本的不斷降低,光伏發電逐步在新型電力係統中走向主力能源,組件產品作為光伏電站最核心的發電設備,其安全性與可靠性將直接影響電站乃至新型電力係統的長久穩定運行。確保組件產品的品質可靠,是保障發電係統安全的核心要素,也是護航終端客戶價值的關鍵所在。


圖片來源:IEA PVPS T13 REPORT


影響組件可靠性風險的因素五花八門,這其中,安裝在組件背麵的接線盒,承擔著電流輸出及旁路的重要作用,其質量可靠性更是重中之重。縱觀當前終端市場,接線盒失效、燒毀等已成為影響電站安全隱患和發電量的頭號殺手。

常見的接線盒質量問題主要有,彙流條引出線虛焊導致的熱斑問題,二極管失效或擊穿,線纜連接處鬆動脫落或者壓接質量不好導致電阻熱效應甚至起火,連接器開裂或腐蝕等。

目前主流技術均采用引出線錫焊在盒體金屬部位的方式,如果引出線虛焊或者其他焊接質量問題的話,在後續電站運行中將出現接觸不良,形成電阻熱效應。虛焊位置持續發熱高溫,引起接線盒變形,嚴重情況下接線盒會燒毀,甚至引起火災。

線纜是接線盒的另外一個重要組成部件。線纜與盒體的連接質量及線纜與連接器的連接質量,比如鉚接部分,這些會直接影響到接觸電阻的大小。連接質量不好引起接觸電阻過大,導致發電損耗,嚴重者引起鬆脫情況,或導致電阻熱效應,容易引起高溫燒毀等情形。

另外一種常見失效模式是,當組件部分電池片區域被遮擋導致二極管導通,正向電流較大,二極管迅速發熱升溫容易被擊穿;光伏組件的基本測試標準IEC 61215裏麵有二極管結溫測試標準,用以檢測二極管長期的可靠性,然而這項檢測對降低二極管失效也不是全麵足夠的。近年來,隆基等一些專業的頭部光伏廠商,對一些失效模式進行了延伸研究,比如一些遮擋移除後,二極管仍出現了擊穿現象。究其原因,是因為遮擋移除瞬間,二極管從正向導通變換為反向截止狀態,同時二極管本身溫度較高,在反向漏電流下繼續發熱。此時,若接線盒散熱良好,則二極管溫度逐漸降低至正常,否則溫度繼續上升,直至二極管熱擊穿失效,也稱作“熱逃逸”現象(也可稱為熱失控)。為此,隆基率先將IEC62979熱逃逸測試標準納入接線盒導入必測標準規範,進一步降低電站運營中二極管失效,接線盒變形燒毀等風險。


綜上所述,組件背麵看似不起眼的接線盒卻暗藏著事關組件可靠性風險的“大文章”,一塊高品質的組件,少不了一個用料可靠、設計合理、安全係數高的接線盒作保障。在組件研發設計中,我們應該謹防接線盒可能出現的各類風險,以免使組件在終端應用中受到不可逆的破壞,給電站的長期安全可靠運行和客戶收益帶來不利影響。



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