摘要：光伏组件作为光伏系统中核心组成部件，其质量的优劣将严重影响到光伏系统的发电量和寿命。只有输送过程合理，原材料匹配最佳，安装技术良好，才能使晶硅电池片安全稳定，保证光伏组件良好的长期发电性能。鉴于此，文章重点就集中式光伏电站组件输运与安装质量风险控制进行研究分析，旨在为业内人士提供一些建议。
关键词：集中式；光伏电站；组件输送；安装质量；风险控制
引言
光伏组件作为光伏发电系统的核心单元，其质量的优劣从根本上决定了光伏电站的长期收益。光伏行业经过多年的发展与经验的累积，对组件生产过程中产品质量的把控已非常成熟，在该过程中出现质量问题的可能性很小，所以说组件的运输和安装是导致组件出现这些缺陷的一个重要因素。产生这些问题的原因一方面是这些地方的自然环境相对恶劣，建设初期道路运输状况很差，光伏组件在建设工地内运输会导致损伤；另一方面是在组件安装过程中运用了不合格的施工工艺，导致组件损伤，这些情况都会造成运行单位的发电效益损失。
1光伏并网电站组件
1.1电站组件的类型
在光伏并网电站组件中可以包括单晶硅电池与多晶硅电池、化合物薄膜电池以及非晶硅薄膜电池组成，其中晶体硅太阳能电池，不仅是最成熟稳定、应用最广的太阳能电池，其效率较高；化合物薄膜电池中因为铟是较稀有的金属，故此不常采用；针对其中的非晶硅薄膜电池，不仅成本低、且电池组件的弱光电特性也较好，故此在大型并网光伏电站系统设计中，多会运用晶体硅太阳电池组件。
1.2电站组件的光伏阵列方式
在常见的光伏并网电站组件安装设计中，对于太阳电池组件的支架有水平单轴跟踪支架、固定式支架、倾斜单轴跟踪支架与双轴跟踪支架之分；因综合相关利益，在本次的支架方式中，采用固定支架方式，不仅组成的发电系统造价成本低，也可以达到最大经济效益的目的。
2集中式光伏电站组件输运与安装质量风险控制
2.1组件输送风险控制
2.1.1光伏组件卸货与倒运
组件到达现场后，施工人员应确认组件包装箱是否完好，若出现包装箱破损、组件外露等情况应及时与供货单位联系，并对箱体进行标识，在指定地点存放；在装卸组件的过程中，应指定专人监督光伏组件的卸货工作，保证组件在装卸与现场放置过程中不受到损伤；电站建设初期，现场路况较差，应保证组件质量的前提下规定单次卸货的最大允许箱数；在光伏组件的装卸和保管过程中要轻搬轻放，并避免不当的外力介入碰撞组件；光伏组件集中放置地应尽量平坦、坚实；在光伏组件由集中放置地点拉往安装地点的倒运环节中，应熟悉各规格组件的安装位置，尽量避免颠簸，保证组件包装完整；组件宜放置在安装位置附近的平整地面上，且不影响车辆通行。
2.1.2光伏组件拆箱
拆箱过程中应避免组件向空隙处倾斜、相互撞击；组件拆箱后，不得踩踏、拖拉组件，或在组件上坐躺，更应避免拆箱时组件的铝边框边角对其他组件背板或玻璃产生划伤等现象；拆箱后组件尽可能竖排放置，这样可避免横向放置使下层组件产生隐裂。
2.2组件安装风险控制
2.2.1安装规范要求
在组件安装时要将组件的4个包角拆卸完全，不得将包装箱上的胶带粘贴到组件表面，不得将木板等杂物夹杂在组件中；待安装的组件在搬运过程中应由两人同时搬运且轻拿轻放，降低组件产生隐裂的概率；保证安装支架质量合格，确认螺母固定锁紧，充分考虑风载荷的影响，当组件遇强风时，支架不应有晃动；保证线缆的正确排布，并注意保护线缆，若长期在支架上可能会因环境腐蚀过快而产生断路等；对于目前采用的横向4排安装方式，应上下对齐，禁止组件拆卸、弯曲、硬物冲击、在上行走、抛扔等现象；组件安装应从下排开始，下排组件安装完成定位后，再进行上排组件的安装，安装上部电池板时施工人员不得踩踏下排组件，不得将上排待安装的组件放置在已安装的下排组件上，并要注意避免在安装上排组件的过程中组件铝边框划伤已安装好的电池板。
2.2.2合理选择组件安装倾角
2.2.2.1确定阵列前后的间距D
在北半球位置，其对应的最大日照辐射接收量平面是朝向正南的，因此在组件阵列的倾角确定之后，就可以注意南北向前后的阵列间距，留出合理的距离，降低出现前后阴影遮挡的几率，设前后的间距D就是在每年物体在太阳下阴影最长的冬至日早上9：00到下午15：00，确保两列光伏组件之间在南北方向不会有阴影遮挡，并且对光伏方阵阵列的间距也应不小于两列组件之间的距离。根据阵列高度、安装倾角、太阳高度角、投影长度、投影和正南方向夹角，还应该确定赤纬角，也就是在太阳中心与地心的连线以及同赤道平面之间的夹角，当北半球的冬至日太阳在南回归线上，那时的赤纬角为-23.50，再次就是确定太阳高度角，也就是太阳光线与地表水平面间的夹角 。
2.2.2.2分析安装倾角与阵列前后间距D间的关系
当安装倾角为400，阵列高度为2134mm，前后间距为6470mm，针对该安装倾角下，相对于430安装倾角减少30，间距减少量为390mm，电池组件阵列占地投影宽度也相应减少280mm，那么根据这样的设计布置，电池组件对太阳辐射接收量得到提高且占地面积也减小。当安装倾角为370时，阵列高度为1986mm，前后间距为6060mm，阵列前后的间距减少量为410mm，相对于400安装倾角减少30，电池组件阵列占地投影宽度也相应减少310mm，这样会降低光伏组件对太阳辐射的接收量。项目占地面积不满足装机容量时选择合适安装倾角，可以适当降低电池阵列的高度，可以减少对阵列光伏组件后排的遮挡。项目占地面积满足装机容量时选择最佳安装倾角，加大电站组件之间前后排的间距，这样就可以有效提高光伏阵列的辐射量，满足全年发电量最大需求，如下图1中就是最大辐射量的间距计算示意图。
图1最大辐射量的间距计算示意图
2.2.2.3选择安装倾角
对于光伏并网电站的发电系统设计中，该工程的规模为20MW，规划的容量为40MW，采用多晶硅电池作为太阳能电池阵列组件，应该选择合理的电池组件安装倾角的，以满足工程设计的最大发电量以及最大效益化原则。对于光伏组件方阵安装中，应该根据系统可接收太阳总辐射量，对太阳能电池阵列选择合理固定式的安装形式，并且在安装前还应该选择合理的安装倾角，同时我们设方位角为00，之后就可以确定电池阵列组件的安装倾角。根据电量与辐射因素，不同角度的日辐射量与年发电量数据，计算安装倾角。根据给出的不同角度倾斜面上的平均日太阳辐射以及单位面积的年发电量，可以看出单位面积内的年发电量在280起就有呈现出上升的趋势，并且在400～430时达到最大的发电量，之后又呈现出了下降趋势，因此在本次的光伏并网电站组件安装中，选定400～430之间为最佳的安装倾角。在选择400～430安装倾角时，年发电量可以达到3.3230万KWh，平均可利用日照小时数4.552h・d，可以达到投资收益最大化；而在选择其他角度时，相比较400～430安装倾角不具整体经济效益优势。因此，综合分析上面因素，从本工程的最大投资效益出发，满足选择该光伏并网电站组件的安装倾角为400～430为最佳倾角。
3结束语
光伏组件安装质量所引发的相关问题已引起光伏投资商和建设单位的关注和重视，为保证光伏电站高效稳定运行，梳理光伏电站组件安装质量风险控制并制定相应措施势在必行。目前比较可行的措施是对施工单位进行组件安装培训，对安装过程中的质量控制点进行重点强调，切实杜绝安装过程中踩踏组件、暴力安装的现象，并对组件实行到货、施工、安装质量等各环节的质量检测，这样既可反映供货组件的到货质量，对因厂家包装或运输等原因造成不合格组件及时进行更换，也可对安装单位进行考核，根据安装质量实行奖惩措施。
参考文献：
[1]宋浩平.大型并网光伏电站电池组件的选型讨论[J].甘肃水利水电技术，2015，51（10)：53-55.
[2]孟伟君，朴铁军，司德亮，张文华，于俊峰，陈志燕.灰尘对光伏发电的影响及组件清洗研究[J].太阳能，2015（02)：22-27+34.
[3]龚铁裕，相海涛，黎文.解决光伏电站组件的抗潜在电势诱导衰减效应的方法[J].电力与能源，2014，35（04)：525-527.
[4]曹晓宁，兰云鹏，邱河梅.光伏电站组件清洗方案的经济性分析[J].节能与环保，2013（06)：58-60.
论文作者:钟斌
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签：组件论文; 光伏论文; 倾角论文; 电站论文; 阵列论文; 间距论文; 电池论文; 《电力设备》2018年第21期论文;