軸承和功率傳輸組件

一、緒論

在光伏行業(yè)發(fā)展形勢一片大好的情況下，光伏行業(yè)也出現(xiàn)了一些問題，其中光伏組件功率衰減幅度較大的問題，對電站運營者及組件廠商影響都比較大。本文試圖從多個方面分析組件功率衰減的原因，盡量在生產(chǎn)中避免，提高組件質(zhì)量，以減少電站運營者的投訴，提高自身聲譽。

二、原因分析

目前市場上主流的晶體硅光伏組件是由鋼化玻璃、EVA、晶體硅電池片、背板、鋁邊框、接線盒、硅膠等原輔材通過一定的封裝工藝，加工制作而成。組件功率衰減是指光伏組件隨著光照時間的增長，組件輸出功率逐漸下降的現(xiàn)象。

導(dǎo)致組件輸出功率下降的原因有三大類：

第一類為組件的光致衰減及老化衰減;

第二類是組件質(zhì)量問題造成的功率非正常衰減;

第三類為外界環(huán)境因素導(dǎo)致的破壞性影響，引起組件功率衰減甚至組件損壞。

三、光致衰減及老化衰減

所謂光致衰減是指陽光的照射導(dǎo)致電池片功率下降的現(xiàn)象。光伏組件光致衰減可分為兩個階段：初始光致衰減和老化衰減。

3.1初始光致衰減

初始光致衰減，即光伏組件的輸出功率在剛開始使用的幾天內(nèi)發(fā)生較大幅度的下降，但隨后趨于穩(wěn)定。導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生的主要原因是P型(摻硼)晶體硅片中的硼氧復(fù)合體降低了少子壽命。

通過改變P型摻雜劑，用稼代替硼能有效的減小光致衰減;或者對電池片進行預(yù)光照處理，使電池的初始光致衰減發(fā)生在組件制造之前，光伏組件的初始光致衰減就能控制在一個很小的范圍之內(nèi)，同時也提高組件的輸出穩(wěn)定性。光致衰減更多的與電池片廠家有關(guān)，對于組件廠商的意義在于選擇高質(zhì)量的電池片來降低光致衰減帶來的影響。

3.2老化衰減

老化衰減是指在長期使用中出現(xiàn)的極緩慢的功率下降，產(chǎn)生的主要原因與電池緩慢衰減有關(guān)，也與封裝材料的性能退化有關(guān)。其中紫外光的照射是導(dǎo)致組件主材性能退化的主要原因。紫外線的長期照射，使得EVA及背板(TPE結(jié)構(gòu))發(fā)生老化黃變現(xiàn)象，導(dǎo)致組件透光率下降，進而引起功率下降。這就要求組件廠商在選擇EVA及背板時，必須嚴(yán)格把關(guān)，所選材料在耐老化性能方面必須非常優(yōu)秀，以減小因輔材老化而引起組件功率衰減。

四、組件質(zhì)量問題引起的衰減

組件在生產(chǎn)過程中的一些常見的質(zhì)量問題，也是導(dǎo)致組件在發(fā)電過程中功率衰減的主要原因。常見的質(zhì)量問題主要有：

1.組件受光面硅膠、EVA殘留未清洗到位，引起室外灰塵的附著，易造成熱斑損壞組件。

2.助焊劑使用不當(dāng)

助焊劑的濫用。電池片表面存在較多助焊劑殘留，封裝前未作處理，封裝后仍有腐蝕作用易造成焊帶發(fā)綠，增大組件電阻，降低組件功率。另外，殘留助焊劑PH值較小時也可能與EVA反應(yīng)產(chǎn)生黃變，導(dǎo)致組件功率的下降。

電池焊接時，助焊劑使用不當(dāng)，造成EVA與助焊劑產(chǎn)生反應(yīng)，在電池表面形成大量白斑，組件功率大幅度下降。

3.氣泡

組件內(nèi)存在明顯的氣泡，經(jīng)長期使用，氣泡面積增大甚至產(chǎn)生連續(xù)性的氣泡通道，將造成組件功率下降最終造成組件不能使用。

4.虛焊

組件內(nèi)電路焊接面積過少，在惡劣的氣候條件下，經(jīng)高低溫交變的影響，易產(chǎn)生連接失效，最終造成組件功率的大幅下降。

5.電池片分檔

組件中電池片功率、電流分檔不一致，組件實際輸出功率與組件理論功率差異過大。分檔不一致會造成組件電性能測試曲線異常，引起熱斑效應(yīng)，長時間使用會大幅降低組件功率。

6.層壓不合理

層壓溫度過高，層壓時間過長，組件經(jīng)過高溫后，EVA黃變老化系數(shù)增大，長時間戶外使用，會使EVA及背板等輔材發(fā)生黃變，最終導(dǎo)致組件發(fā)電功率大幅度下降。

7.電池片選用時內(nèi)部存在缺陷或污染

電池片缺陷會在長時間的使用過程中暴露出來，使組件功率大幅下降。電池片廠家的甄選至關(guān)重要，另外組件廠商也應(yīng)配備相關(guān)的檢測儀器，如EL分選儀，EL測試儀等，以減少問題電池片流入生產(chǎn)工序。

8.隱裂電池片

組件中存在隱裂的電池片，其功率相對正常同規(guī)格組件功率稍低，在長期的使用過程中，隱裂紋加劇延伸，造成更多面積從組件電路上減少，同時會引起熱斑效應(yīng)，引起組件熱斑，甚至燒毀。

五、外界環(huán)境因素導(dǎo)致的破壞性影響，引起組件功率衰減甚至損壞。

光伏電站在后期的使用過程中，因大部分電站的安裝地點都是在野外，因此會碰到各種各樣的天氣和環(huán)境條件，其中最容易導(dǎo)致組件功率下降的因素就是熱斑效應(yīng)。

外界因素導(dǎo)致的熱斑效應(yīng)主要是指太陽電池組件在陽光照射下，由于部分組件受到烏云或者樹葉等的遮擋無法工作，使得被遮蓋的部分組件升溫遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于未被遮蓋部分，致使溫度過高出現(xiàn)燒壞的暗斑。

熱斑可能導(dǎo)致整個電池組件損壞，甚至造成整個電廠的癱瘓，造成損失。因此，需要認(rèn)真研究熱斑形成的內(nèi)外在原因，從而減小熱斑形成的可能性。

六、小結(jié)

目前在系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的功率衰減問題，其主要原因還是組件的質(zhì)量問題造成的輸出功率下降，這種情況的功率衰減，是沒有辦法在后期應(yīng)用過程中避免的，我們更應(yīng)該做的是控制生產(chǎn)過程中的質(zhì)量，改進生產(chǎn)工藝，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

另外很重要的一點，熱斑效應(yīng)是導(dǎo)致功率衰減的重要原因之一，建議組件廠商訂購相關(guān)檢測設(shè)備，減少導(dǎo)致熱斑效應(yīng)因素的產(chǎn)生。

【學(xué)員問題】光伏組件功率如何計算？

【解答】光伏組件功率計算

太陽能交流發(fā)電系統(tǒng)是由太陽電池板、充電控制器、逆變器和蓄電池共同組成；太陽能直流發(fā)電系統(tǒng)則不包括逆變器。為了使太陽能發(fā)電系統(tǒng)能為負(fù)載提供足夠的電源，就要根據(jù)用電器的功率，合理選擇各部件。下面以100W輸出功率，每天使用6個小時為例，介紹一下計算方法：

1.首先應(yīng)計算出每天消耗的瓦時數(shù)（包括逆變器的損耗）：若逆變器的轉(zhuǎn)換效率為90%，則當(dāng)輸出功率為100W時，則實際需要輸出功率應(yīng)為100W/90%=111W；若按每天使用5小時，則耗電量為111W*5小時=555Wh.

2.計算太陽能電池板：按每日有效日照時間為6小時計算，再考慮到充電效率和充電過程中的損耗，太陽能電池板的輸出功率應(yīng)為555Wh/6h/70%=130W.其中70%是充電過程中，太陽能電池板的實際使用功率。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請及時溝通、指正。

光伏組件標(biāo)稱功率是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測試的，實際發(fā)電功率有沒有可能超過標(biāo)稱功率，大家的說法不一，這也是光伏電站設(shè)計時不關(guān)注的問題之一，會影響系逆變器選型和系統(tǒng)的發(fā)電量。

太陽輻射度：太陽輻射到單位面積上的輻射功率，稱為太陽輻射度。單位是瓦/平米。光伏組件標(biāo)稱功率是在標(biāo)準(zhǔn)條件下測試的，STC(standardtEstcondition)，其標(biāo)準(zhǔn)測試條件是：1.輻照度：1000W/m2，2.溫度：為(25&Plusmn;1)℃，3.光譜特性：AM1.5標(biāo)準(zhǔn)光譜。

所以不考慮逆變器等設(shè)備因素外，組件最大輸出功率的影響因素就是太陽輻照度和溫度了。太陽輻射度極限值是太陽常數(shù)，值是1368W/m2，到達地球表面后，受到天氣等各方面影響，最高值約1200W/m2，組件的功率溫度系統(tǒng)約-0.39%/℃，組件溫度下降，組件的功率會升高。

一塊250W的組件，在不考慮設(shè)備損耗的情況下，在零下30度溫度，組件最大輸出功率Pmax=1.2*(1-(25+30)(-0.0039)*250=1.2*1.1755*250=352.65W。實際上，在我國陽光最好的地區(qū)，如寧夏北部、甘肅北部、新疆南部等地區(qū)，250W的組件最大輸出功率能到300W。

影響太陽輻射度的因素有：

1、太陽高度角或緯度：太陽高度角越大，穿越大氣的路徑就越短，大氣對太陽輻射的削弱作用越小，則到達地面的太陽輻射越強;太陽高度角越大，等量太陽輻射散布的面積越小，太陽輻射越強。例如，中午的太陽輻射強度比早晚的強。

2、海拔高度：海拔越高空氣越稀薄，大氣對太陽輻射的削弱作用越小，則到達地面的太陽輻射越強。例如，青藏高原是我國太陽輻射最強的地區(qū)。

3、天氣狀況：晴天云少，對太陽輻射的削弱作用小，到達地面的太陽輻射強。例如四川盆地多云霧陰雨天氣，太陽輻射消弱，太陽輻射成為我國最低值區(qū)。

4、大氣透明度：大氣透明度高則對太陽輻射的削弱作用小，使到達地面的太陽輻射強。

5、白晝時間的長短。

6、大氣污染的程度：污染重，則對太陽輻射消弱強，到達地面太陽輻射少。