摘要:本文主要对分布式光伏发电安装工程中光伏组件的常见质量问题与安装质量控制要点进行分析与探讨,以供参考。
关键词:分布式光伏发电;电气安装;质量控制
一、引言
近年来,随着我国国民经济的飞速发展,大家环境保护意识的提高,对清洁能源开发越来越重视。同时,随着光伏电池板生产成本的不断下降以及光伏并网技术的成熟,分布式光伏发电在国家的大力支持下已成为一种普遍应用的可再生能源。分布式光伏发电可以在工厂楼顶,公用建筑楼顶安装,一个点的装机容量相对较小,所发的电大部份就地消纳,冲击不到原有电网,且对电网起到很好的调峰作用。分布式光伏发电是国家大力推广扶持的一种清洁能源,必将广泛应用,下面就分布式光伏发电工程中光伏组件的常见质量问题与安装质量控制要点进行分析与探讨,以供参考。
二、光伏电池组件的常见质量问题
(1)光伏电池片质量问题。光伏电池片的质量不达标主要是生产厂家选材不严格,使用硅纯度不达标的劣质原材料;同时对检测的标准没有做到严格的要求,执行标准太低。因整个光伏发电项目中光伏电池片是核心部件,安装前一定要检测电池片质量。
(2)光伏电池封装胶膜材料质量问题。光伏电池封装胶膜材料行业简称为EVA材料,目前一块合格的光伏电池板一般不低于25年的使用寿命,20年的衰减不会超过18%,如果EVA封装材料不合格将会造成光伏组件受潮、氧化等现象,并最终造成光伏电池组件加快老化,发电衰减严重,使用寿命将大大缩短。
(3)焊接工艺和助焊剂选用问题。一块光伏电池板由许多小的光伏电池片焊接而成,在焊发过程中可能产生虚焊现象,有时焊接可能产生温度过高的现象,这就有可能造成电池片变形及隐裂等情况。同时,在焊接过程中,助焊剂选用也很重要,助焊剂不合格可能造成光伏组件内部腐蚀,应该选用免清洗无腐蚀的助焊材料,对焊接工艺高标准要求,减少焊接残留物。
三、分布式光伏发电工程电气安装质量控制
分布式光伏发电工程的施工包含光伏支架系统安装、光伏电池组件安装、组串式光伏逆变器安装、光伏直流电缆及低压电力电缆安装、防雷及接地等。做好每个工序环节的安装质量控制才能最终建造出经久耐用且安全的光伏发电工程。
(1)光伏支架系统的安装。在分布式光伏发电工程中,光伏支架系统大多安装在楼顶,支架系统可采用水泥浇筑固定支架,也可采用预制水泥模块压实固定支架系统的方式,还可以在屋面钻孔打拉爆的方式固定支架系统,但这种方式具有破坏性,可能造成楼顶漏水现象。采用预制水泥模块方式施工时,需注意吊装模块时分散放置,注意楼顶的承重能力以防造成安全事故。由于光伏支架需要在室外日晒雨淋二三十年,所以光伏支架材料选材上除了考虑强度还需要特别重视防锈蚀,一般采用热镀锌材料或304不锈钢材料,并对热镀锌层的厚度进行检测需达到相应的标准方可使用,对304不锈钢真伪进行判别,尤其不能混淆使用冷浸锌材料以及201不锈钢等材料,以确保光伏支架系统在室外二十多年不锈蚀经久耐用。光伏支架系统的方位角、仰角及间距度需严格按照图纸设计安装,这些角度及间距将直接影响到光伏发电系统的发电量。
(2)光伏电池组件的安装。光伏电池组件在安装前着重检查功率电压参数等是否同设计相同,钢化玻璃面板是否破裂,铝合金外框是否有碰撞变形,背板EVA材料是否有开裂,防水密封完好。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在安装过程中需轻拿轻放,防止碰撞,尤其需要注意在安装过程中防止工人按压、踩踏光伏电池组件面板,虽然按压踩踏一般不会造成钢化玻璃面板直接破碎损坏,但很容易造成光伏电池片这种晶硅材料产生隐裂,从而影响光伏电池组件的输出功率甚至损坏。光伏电池组件安装在支架系统上时若采用压紧件安装固定时,宜采用力矩扳手紧固螺丝,过紧可能会压裂玻璃面板,过松易脱落。各排各组光伏电池组件安装时还需要做到边线平齐美观,因不同批次的光伏电池组件可能性能存在差异,不能混装,需保证同一组串上的光伏电池板的统一性,这有利于提高发电效率。因同样尺寸的光伏电池板功率可以相差较大,所以从外观上无法判别其实际功率,不同批次的光伏板需送检专门检测机构以测定其功率以确保产品质量。
(3)组串式光伏逆变器的安装。分布式光伏发电工程大多采用组串式光伏逆变器,再通过交流汇流箱汇流。单个组串式光伏逆变器一般功率几千瓦到几十千瓦,做为将光伏电池板产生的直流电转换为交流电的核心器件,在工作过程中发热量较大,使用温度高。在安装过程中需严格按照产品说明书安装。安装时主要考虑逆变器的间距,并注意安装位置通风散热良好,并且稳固不产生摇晃,这样才能保证光伏逆变器的经久耐用。目前不同厂家生产的光伏逆变器的散热方式和防护等级不尽相同,采用全密封无风扇全铝合金散热方式的光伏逆变器防护等级高,无需考虑防雨,铝合金散热片用量大,散热一般比较良好。带散热风扇的光伏逆变器需注意防雨,并需注意散热风扇故障造成光伏逆变器过热损坏。
(4)光伏直流电缆及低压电力电缆的安装。分布式光伏发电工程中光伏直流电缆一般采用4平方毫米或6平方毫米的光伏专用电缆,每组光伏电池板经直流光伏电缆串联后连接到光伏逆变器,一个组串的直流电压可高达800V,因此要严控直流电缆的绝缘性能达标,在安装过程中严防刮伤直流电缆破坏其绝缘性能,组串的光伏直流电缆一般沿光伏电池板背面走线安装,也可穿PVC管安装,避免直流电缆暴露在外,日晒雨淋将会影响其绝缘性能及使用寿命。直流电缆安装时对MC4插接头安装需采用MC4专用压线钳压紧线头,非专用压线钳可能造成压线不够紧固,在使用过程中因接触电阻大而产生热量,轻者可能烧毁插接头,重者可能引起火灾造成重大损失。MC4公母头在压紧后插入MC4塑料外壳时也需注意插入到位,插入后做一个外拉的动作检验是否到位,这个细小工作没处理好也会造成接触电阻大而产生热量的问题,因为在一个分布式光伏发电工程中MC4插接头数量众多,施工中特别容易麻痹大意而造成事故,因此这个环节必须让工人熟练掌握技能且在每个环节自检,做到每个MC4插头100%合格的标准。另外制作的每个MC4插头都需用专用拧紧工具将其密封垫压紧到位,以防止进水发生漏电,在施工中可能会为省事方便只用空手拧,这个看似拧紧了但实际上没密封好会漏水,一定要杜绝这种情况。各组串直流线需在两端按图套上标号,区分好正负极性。交流低压电力电缆的安装按常规电力工程施工方法施工即可。直流电缆与交流电缆应分开布线,避免放在同一线槽内。
(5)防雷及接地。因分布式光伏发电工程大部分在楼顶,地处高位,其防雷就是一个必不可少的工作,若光伏电池板超出原有防雷网带的高度,需对建筑的防雷做相应的设计改造,确保光伏设备和建筑的防雷安全。分布式光伏发电工程中光伏直流线缆众多,且电压高,室外环境相对较差,所有的光伏支架均是金属制品,防漏电和电气接地保护人身生命财产安全需做为重点来防范。所有光伏电池板之间必须用接地线连接,光伏电池板与光伏支架之间也需用接地线连成一体,所有光伏支架需用镀锌圆钢或镀锌扁钢连成一体,各光伏逆变器及汇流箱等也需接地,接地电阻须小于4欧姆。另外在施工过程中往往为了省钱省事,将电气接地接入防雷接地系统,这种方式不可取,在施过程和验收时需特别注意。
四、结束语
总之,分布式光伏发电工程电气安装质量是整个光伏系统安全运行的保障。因此,要从整个安装工程的源头抓起,从工程材料、工序、安装、检查抓起,把控好每一个环节,才能保证安装质量,确保系统的安全运行。
论文作者:郑常勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/20
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