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摘要: 光伏组件在实际应用过程中，不可避免要承受运输过程中的产生的振动，包装材料和包装方式以及组件承受这些振动的能力至关重要，本文通过模拟组件在储藏、运输等过程的组件所处的状态，测试记录储藏、运输前后的EL图像，分析隐裂电池片数量、位置等情况，确定了其包装方式导致的隐裂的原因，提出了内置塑钢带的包装方式，极大减少了组件后期因运输、存放导致的新增隐裂组件的产生。
关键词：光伏组件；包装；电性能；外观
随着太阳能行业的发展，更多的客户及太阳能电池组件制造商越来越重视组件内电池片的隐裂问题。近年来，国内外对光伏组件隐裂问题进行了大量研究，有结果显示：电池片主体为硅材料，厚度小于200um，隐裂很容易在环境的诱因下继续扩大，其中对影响最大的是冷热循环。在光伏电站建设的荒漠地区，风沙强、昼夜温差大，如此恶劣的环境下，已有隐裂的会扩大，户外使用后隐裂会继续延伸，最终形成电池片失效面积，组件功率降低。
另外，组件制造厂商出厂的合格组件在运输过程也产生了大量隐裂组件，尤其针对远距离运输路程及运输路面坑洼不平等状况，造成组件长期处于颠簸、晃动状态，箱内组件间彼此挤压、触碰，造成组件产生大量新增隐裂，后期在经过风压、雪压及冷热循环等环境过程中形成大量的电池片失效区域，导致组件功率大幅度衰减及发生组件热斑效应，致使组件失效，对电站造成巨大损失。
针对有铝框结构的光伏组件，已经有很多内包固定用的包装塑料件投入使用，如Martin Flossmanm.Joachim[1]，Haberlein[2]和王斌等人设计了不同结构的用于光伏组件包装的塑料固定件。组件属于大平板类产品，通常在包装方式中的的放置方式只有平放和立放2种，通常采用固定件的方法对箱内组件进行固定，组件平放的包装方式容易导致最下层组件遭到损坏，对于有框光伏组件，立放的放置方式更有利于减少组件的损坏率，如刘恋[5]等设计的用于立放组件的围框固定件，如图1所示，固定件采用塑料制作，可有效固定组件，提高整体稳定性。
但对于包装量大的流水线作业来说，以上这种包装方式显得比较费时费力，且因塑料固定件原因导致其包装成本增加，目前并未得到批量应用。本文设计并验证一款利用内置塑钢带的包装方式，其采用塑钢带价格低廉、包装简便，极大的减少组件在后期的储藏及运输导致的新增隐裂的产生及外观不量组件产生。
1 内包装设计
本设计主要是将箱内组件通过塑钢带捆扎的方式使其成为一体，组件之间采用护角的进行保护，如图2所示：
将固定尺寸的塑钢带进行折弯处理，并在包装箱内放置做折弯处理的塑钢带若干条，在包装箱内完成组件放置后、使用预先埋置的塑钢带对箱内组件进行紧固包装，进行其他包装工作。
塑钢带对包装箱内组件进行紧固处理，使箱内组件成为一体，使组件有效的避免了组件在处于运输、倾斜地面放置等过程中受大幅晃动、颠簸而造成的组件内部隐裂，避免组件因隐裂造成电站组件输出功率衰减大、热斑效应及加速老化等风险，为电站提供优质的组件提供良好的保障。
2 内包装设计试验验证
2.1 内包装设计-2条塑钢钢带包装试验
选取52块组件，装箱前测试组件EL，分别按照原有包装方式、增设内置2条加固塑钢带的包装方式进行装箱、包装工作。将2箱组件模拟在叉车的运输过程，随后将2箱组件放置在30度左右倾斜地面，（考虑到组件在电站中恶劣的存放环境可能对组件造成隐裂），试验组件放置一天一夜后进行EL测试，并与试验前EL进行对比，结果如下：
隐裂电池片在组件位置及数量分析如图4所示，正常装箱组件中隐裂电池片位置主要集中在组件中部偏右，组件四周靠近边框区域均无隐裂电池片产生，这说明组件在运输或者放置过程，四周的电池片在运输晃动过程中因靠近边框固定可靠没有出现隐裂组件，而中间部位电池片活动空间大，电池片易出现隐裂情况，而2条内置塑钢带包装的组件隐裂位置也在中间，且成对角趋势，因此可以判定2条内置塑钢带的包装方式大大减少了组件在后期运输存放过程中的组件隐裂的产生，但还没有完全避免。
2.2 内包装设计-3条塑钢钢带包装试验
试验条件与2.1一致，箱体数量增加，在组件长边框方向的1/4，1/2、3/4处放置3条塑钢带，试验结果如下：
从表2的统计数据中可以看出，包装箱内部房3条塑钢带后，无论放在倾斜地面还是水平地面均无产生新增隐裂组件产生，而对照组正常包装的组件依然存在较多新增隐裂组件。因此可以看出，内置3条塑钢带的包装方式对组件后期的存储、运输等提供了非常有利的质量保障，且塑钢带价格低廉、操作方便，因此可得到批量应用。
3 结论
本文通过模拟组件在存储、运输等过程的组件所处的状态，测试记录储藏、运输前后的EL图像，分析箱内组件隐裂电池片数量、位置等信息，确定因受运输晃动、储存地面倾斜等致使组件之间产生摩擦、挤压进而导致组件内部隐裂电池片，提出了内置塑钢带的包装方式，并通过试验验证了内置3条塑钢带的包装方式能极大减少组件后期因运输、存放导致的新增隐裂组件的产生，为电站提供优质的组件提供非常好的保障。
参考文献
[1] 陈满儒，马卫静，李强，太阳能电池板的运输包装设计[J].包装工程.2010.31（19）:46-49.
[2] M FLOSSMAN,DARMSTADT.Holding systerm for Horizontally or Vertically Stacking Framed Photovoltaic or Solar Thermal Flat mododules:US, 2011/0220598AL [P],2011.
[3] 刘恋，卢立新，光伏组件运输包装设计与有限元分析，包装工程.2012.10（33）:19.
论文作者:赵邦桂,李小卫,宋志成,高鹏
论文发表刊物:《电力设备》2016年第15期
论文发表时间:2016/11/4
标签：组件论文; 方式论文; 塑钢带论文; 电池论文; 箱内论文; 光伏论文; 电站论文; 《电力设备》2016年第15期论文;