来源:IEA PVPS T13 REPORT
影响组件可靠性风险的因素五花八门,这其中,安装在组件背面的接线盒,承担着电流输出及旁路的重要作用,其质量可靠性更是重中之重。纵观当前终端市场,接线盒失效、烧毁等已成为影响电站安全隐患和发电量的头号杀手。
常见的接线盒质量问题主要有,汇流条引出线虚焊导致的热斑问题,二极管失效或击穿,线缆连接处松动脱落或者压接质量不好导致电阻热效应甚至起火,连接器开裂或腐蚀等。
目前主流技术均采用引出线锡焊在盒体金属部位的方式,如果引出线虚焊或者其他焊接质量问题的话,在后续电站运行中将出现接触不良,形成电阻热效应。虚焊位置持续发热高温,引起接线盒变形,严重情况下接线盒会烧毁,甚至引起火灾。
线缆是接线盒的另外一个重要组成部件。线缆与盒体的连接质量及线缆与连接器的连接质量,比如铆接部分,这些会直接影响到接触电阻的大小。连接质量不好引起接触电阻过大,导致发电损耗,严重者引起松脱情况,或导致电阻热效应,容易引起高温烧毁等情形。
另外一种常见失效模式是,当组件部分电池片区域被遮挡导致二极管导通,正向电流较大,二极管迅速发热升温容易被击穿;光伏组件的基本测试标准IEC 61215里面有二极管结温测试标准,用以检测二极管长期的可靠性,然而这项检测对降低二极管失效也不是全面足够的。近年来,隆基等一些专业的头部光伏厂商,对一些失效模式进行了延伸研究,比如一些遮挡移除后,二极管仍出现了击穿现象。究其原因,是因为遮挡移除瞬间,二极管从正向导通变换为反向截止状态,同时二极管本身温度较高,在反向漏电流下继续发热。此时,若接线盒散热良好,则二极管温度逐渐降低至正常,否则温度继续上升,直至二极管热击穿失效,也称作“热逃逸”现象(也可称为热失控)。为此,隆基率先将IEC 62979热逃逸测试标准纳入接线盒导入必测标准规范,进一步降低电站运营中二极管失效,接线盒变形烧毁等风险。
综上所述,组件背面看似不起眼的接线盒却暗藏着事关组件可靠性风险的“大文章”,一块高品质的组件,少不了一个用料可靠、设计合理、安全系数高的接线盒作保障。在组件研发设计中,我们应该谨防接线盒可能出现的各类风险,以免使组件在终端应用中受到不可逆的破坏,给电站的长期安全可靠运行和客户收益带来不利影响。
原标题:组件可靠性风险“大盘点”之接线盒失效风险