光伏電站系統由組件、逆變器、匯流箱、支架等多個部件組成，其中一個環節出現問題，都會影響電站運行，輕則損失發電量，重則引起火災一切歸零。據運維公司統計，組件、逆變器、匯流箱等直流側設備故障占比高達90.18%;電纜、箱變、土建、升壓站等交流側設備故障占比達9.82%。
 

3-15之際，小編特別盤點光伏發電系統常見的質量問題，剖析各環節暗藏的隱患。
 

一、光伏組件
 

光伏組件是電站運行的關鍵設備，占光伏系統成本的50%左右，組件出現問題，將嚴重損害電站收益。業內人士指出，使用質量得不到保障的光伏組件將導致電站開發商在未來承受巨大的財務壓力,這個壓力會在5～10年后顯現出來。
 

常見問題：
 

1.熱斑：光伏組件熱斑是指組件在陽光照射下，由于部分電池片受到遮擋無法工作，使得被遮蓋的部分升溫遠遠大于未被遮蓋部分，致使溫度過高出現燒壞的暗斑。
 

當熱板效應達到一定程度，組件上的焊點熔化并毀壞柵線，從而導致整個太陽電池組件的報廢。據行業給出的數據顯示，熱斑效應使太陽電池組件的實際使用壽命至少減少10%。
 

針對某40MW光伏電站，現場抽取電站2000塊光伏組件進行熱斑測試，發現大量由于遮擋、組件自身質量導致的熱斑現象，熱斑發生率達到3%。其中積塵遮擋跟鳥糞造成的熱斑大概占1.3%，組件的質量造成熱斑發生率大概1.7%左右。
 

組件被遮擋后會誘發其背后的接線盒內的旁路保護元件啟動，組件串中高達9A左右的直流電流會瞬間加載到旁路器件上，接線盒內將產生100多度的高溫，這種高溫短期內對電池板和接線盒均影響甚微，但如果陰影影響不消除而長期存在的話，將嚴重影響到接線盒和電池板的使用壽命。行業新聞報道中，經常出現接線盒被燒毀，遮擋就是罪魁禍首之一。
 

2.隱裂：
 

隱裂是指電池片中出現細小裂紋，電池片的隱裂會加速電池片功率衰減，影響組件的正常使用壽命，同時電池片的隱裂會在機械載荷下擴大，有可能導致開路性破壞，隱裂還可能會導致熱斑效應。

電池碎片(圖左)、電池隱裂(圖右)
 

電池碎片和隱裂片一般由外力造成。其中碎片一般可由肉眼看到，對組件的功率輸出有較大影響;隱裂通過肉眼難以發現，對組件功率輸出有一定影響，容易形成熱斑，可發展為碎片。
 

3.蝸牛紋：
 

蝸牛紋是指太陽能電池單元(發電元件)表面上出現黑色或者白色線狀圖案的現象。因為看起來像是蝸牛爬過之后留下的痕跡，俗稱蝸牛紋。
 

產生原因：主要由三個條件引起，即發生裂紋、水分滲透和陽光照射。
 

電池單元內發生裂紋，水分經由樹脂背板和封裝材料滲入裂紋內。滲入裂紋的水分與形成電池單元指狀電極(細電極)的銀發生反應，銀離子在封裝材料中擴散。在這種狀態下，陽光照射到電池板上時，銀離子與封裝材料中所含的添加物發生化學反應，生成氧化銀和硫化銀。由此就會沿著裂紋形成黑色或白色線狀圖案。
 

張家口陽原100MW電站大批組件出現蝸牛紋現象，其中70MW出現嚴重蝸牛紋

歐洲某居民屋頂多晶組件出現閃電紋現象，2013年安裝，2014年出現蝸牛紋，后續持續增加擴大，組件來自國內某廠家
 

山東地區250MW電站組件出現嚴重蝸牛紋現象，涉事供應商達20家
 

4.功率衰減：
 

光伏組件功率衰減是指隨著光照時間的增長，組件輸出功率逐漸下降的現象。光伏組件的功率衰減現象大致可分為三類：第一類，由于破壞性因素導致的組件功率衰減;第二類，組件初始的光致衰減;第三類，組件的老化衰減。
 

據光伏行業協會公布的數據顯示，我國已建成的電站里大概1/3左右質量不合格，還有一部分組件三年已經衰減了25年應該衰減的指標，甚至個別電站建成當年衰減就高達30%多。鑒衡認證中心檢測曾發現，新疆某8MW光伏電站3178塊光伏組件中紅外成像抽檢2856塊，其中19%存在虛焊熱斑效應。甘肅某10MW光伏電站，抽檢發現高達58%的光伏組件出現功率明顯衰減。
 

5.PID效應
 

(Potential Induced Degradation)全稱為電勢誘導衰減。
 

電位誘發衰減效應(PID，Potential Induced Degradation)是電池組件長期在高電壓作用下，使玻璃、封裝材料之間存在漏電流，大量電荷狙擊在電池片表面，使得電池表面的鈍化效果惡化，導致組件性能低于設計標準。PID現象嚴重時，會引起一塊組件功率衰減50%以上，從而影響整個組串的功率輸出。高溫、高濕、高鹽堿的沿海地區最易發生PID現象。
 

二、光伏逆變器
 

光伏逆變器是光伏電站的“大腦”，擔負著將電量由直流變交流的重任，一旦逆變器發生故障，將對整個電站運行造成影響。
 

常見問題：
 

1.直流拉?。?br />  

在整個光伏系統中直流側電壓通常高達600-1000V，由于光伏組件接頭接點松脫，接觸不良、電線受潮、絕緣破裂等原因而極易引起直流拉弧現象。直流拉弧會導致接觸部分溫度急劇升高，持續的電弧會產生3000-7000℃的高溫，并伴隨著高溫碳化周圍器件，輕者熔斷保險、線纜，重者燒毀組件和設備引起火災。
 

2015年3月，西北某光伏電站逆變器自燃的事件令業界嘩然，國家發改委能源研究所研究員、中國可再生能源學會理事王斯成調查西北電站之后表示，40%的電站起火是直流拉弧引起的，而擔任直流電轉換交流電工作的光伏逆變器首當其沖。
 

2.交流輸出側過/欠壓保護
 

所謂過/欠壓保護主要是指電網電壓大幅波動，其范圍超過CQC并網標準規定的過欠壓閥值時，逆變器需要停機，并指示出相應停機原因。過/欠壓保護是判定逆變器是否合格的主要考量因素，逆變器CQC認證的主要內容包括EMC、安全和并網三部分;過/欠頻、過/欠壓保護是并網要求中的重要部分之一，保護功能不合格，嚴重情況下會影響光伏系統的穩定和配電網絡的穩定。
 

3.諧波和波形畸變
 

逆變器能造成包括諧波在內的電網干擾。電網干擾是能夠在幅度、頻率上改變電壓與電路的理想正弦曲線的所有現象。
 

諧波在電能的產生、傳輸與消費環節都有可能產生，主要來源于電網中非線性的設備與日益增多的電力電子裝置。諧波電流的危害在于會在電網短路阻抗上產生諧波電壓降，從而影響電壓波形(用戶端電壓=無窮大電網穩定電壓-諧波電壓降)。
 

2015年10月27日，國家質檢總局公布了2015年第三季度光伏并網逆變器產品質量國家監督抽查結果，涉及13個省(市)55家企業生產的55批次光伏并網逆變器產品，不合格產品檢出率為25.5%。抽查發現有14批次產品不符合標準的規定，涉及到額定輸入輸出、諧波和波形畸變、功率因數、直流分量、過/欠壓保護項目。
 

2016年9月27日，國家質檢總局公布了2016年第3批光伏并網逆變器產品質量國家監督抽查結果，涉及13個省(市)52家企業生產的52批次產品。抽查發現有6批次產品不符合標準的規定，其中5批次“交流輸出側過/欠壓保護”項目不合格、2批次“諧波和波形畸變”項目不合格。
 

4.孤島效應
 

所謂孤島效應，指并入公共電網中的發電裝置，在電網斷電的情況下，這個發電裝置卻不能檢測到或根本沒有相應檢測手段，仍然向公共電網饋送電量。為了檢修人員的安全，電網上必須有一個防孤島功能的逆變器，但是這個逆變器也存在百分之零點幾的盲區。所以一旦盲區發生，光伏發電站所發的電傳到待檢修的線路母線上，對檢修人員的生命就會造成嚴重威脅。
 

5.監測數據不準確
 

逆變器監測數據不準確、采樣精度不夠，造成故障信息判斷不準確、不及時。
 

據媒體報道，內蒙某電站集中式逆變器監控數據與實際發電量嚴重不符，監控上報值比實際值虛高了3%。
 

三、匯流箱
 

在光伏發電系統中，為了減少太陽能光伏電池陣列與逆變器之間的連線使用到匯流箱。匯流箱內的部件和功能包括：接線端子，防過電流器件，斷路器，防雷器，接地端子，智能數據采集(可選)等。
 

常見問題：電氣短路、自燃
 

案例1：2014年8月，武漢某屋頂光伏電站發生著火，彩鋼瓦屋頂被燒穿了幾個大洞，廠房內設備燒毀若干，損失慘重。最終分析原因為：由于施工或其他原因導致某匯流箱線纜對地絕緣降低，在環流、漏電流的影響下進一步加劇，最終引起絕緣失效，線槽中的正負極電纜出現短路、拉弧，導致了著火事故的發生。
 

案例2：2014年5月，某山地光伏電站發生著火，當地林業部門立即責令停止并網發電，進行全面風險評估，持續時間三個月，造成了數百萬的損失。最終分析原因為：由于某匯流箱電纜在施工時被拖拽磨損，在運行一段時間后絕緣失效，正負極電纜出現短路、拉弧，導致了著火事故的發生。