轴承和功率传输组件

一、绪论

在光伏行业发展形势一片大好的情况下，光伏行业也出现了一些问题，其中光伏组件功率衰减幅度较大的问题，对电站运营者及组件厂商影响都比较大。本文试图从多个方面分析组件功率衰减的原因，尽量在生产中避免，提高组件质量，以减少电站运营者的投诉，提高自身声誉。

二、原因分析

目前市场上主流的晶体硅光伏组件是由钢化玻璃、EVA、晶体硅电池片、背板、铝边框、接线盒、硅胶等原辅材通过一定的封装工艺，加工制作而成。组件功率衰减是指光伏组件随着光照时间的增长，组件输出功率逐渐下降的现象。

导致组件输出功率下降的原因有三大类：

第一类为组件的光致衰减及老化衰减;

第二类是组件质量问题造成的功率非正常衰减;

第三类为外界环境因素导致的破坏性影响，引起组件功率衰减甚至组件损坏。

三、光致衰减及老化衰减

所谓光致衰减是指阳光的照射导致电池片功率下降的现象。光伏组件光致衰减可分为两个阶段：初始光致衰减和老化衰减。

3.1初始光致衰减

初始光致衰减，即光伏组件的输出功率在刚开始使用的几天内发生较大幅度的下降，但随后趋于稳定。导致这一现象发生的主要原因是P型(掺硼)晶体硅片中的硼氧复合体降低了少子寿命。

通过改变P型掺杂剂，用稼代替硼能有效的减小光致衰减;或者对电池片进行预光照处理，使电池的初始光致衰减发生在组件制造之前，光伏组件的初始光致衰减就能控制在一个很小的范围之内，同时也提高组件的输出稳定性。光致衰减更多的与电池片厂家有关，对于组件厂商的意义在于选择高质量的电池片来降低光致衰减带来的影响。

3.2老化衰减

老化衰减是指在长期使用中出现的极缓慢的功率下降，产生的主要原因与电池缓慢衰减有关，也与封装材料的性能退化有关。其中紫外光的照射是导致组件主材性能退化的主要原因。紫外线的长期照射，使得EVA及背板(TPE结构)发生老化黄变现象，导致组件透光率下降，进而引起功率下降。这就要求组件厂商在选择EVA及背板时，必须严格把关，所选材料在耐老化性能方面必须非常优秀，以减小因辅材老化而引起组件功率衰减。

四、组件质量问题引起的衰减

组件在生产过程中的一些常见的质量问题，也是导致组件在发电过程中功率衰减的主要原因。常见的质量问题主要有：

1.组件受光面硅胶、EVA残留未清洗到位，引起室外灰尘的附着，易造成热斑损坏组件。

2.助焊剂使用不当

助焊剂的滥用。电池片表面存在较多助焊剂残留，封装前未作处理，封装后仍有腐蚀作用易造成焊带发绿，增大组件电阻，降低组件功率。另外，残留助焊剂PH值较小时也可能与EVA反应产生黄变，导致组件功率的下降。

电池焊接时，助焊剂使用不当，造成EVA与助焊剂产生反应，在电池表面形成大量白斑，组件功率大幅度下降。

3.气泡

组件内存在明显的气泡，经长期使用，气泡面积增大甚至产生连续性的气泡通道，将造成组件功率下降最终造成组件不能使用。

4.虚焊

组件内电路焊接面积过少，在恶劣的气候条件下，经高低温交变的影响，易产生连接失效，最终造成组件功率的大幅下降。

5.电池片分档

组件中电池片功率、电流分档不一致，组件实际输出功率与组件理论功率差异过大。分档不一致会造成组件电性能测试曲线异常，引起热斑效应，长时间使用会大幅降低组件功率。

6.层压不合理

层压温度过高，层压时间过长，组件经过高温后，EVA黄变老化系数增大，长时间户外使用，会使EVA及背板等辅材发生黄变，最终导致组件发电功率大幅度下降。

7.电池片选用时内部存在缺陷或污染

电池片缺陷会在长时间的使用过程中暴露出来，使组件功率大幅下降。电池片厂家的甄选至关重要，另外组件厂商也应配备相关的检测仪器，如EL分选仪，EL测试仪等，以减少问题电池片流入生产工序。

8.隐裂电池片

组件中存在隐裂的电池片，其功率相对正常同规格组件功率稍低，在长期的使用过程中，隐裂纹加剧延伸，造成更多面积从组件电路上减少，同时会引起热斑效应，引起组件热斑，甚至烧毁。

五、外界环境因素导致的破坏性影响，引起组件功率衰减甚至损坏。

光伏电站在后期的使用过程中，因大部分电站的安装地点都是在野外，因此会碰到各种各样的天气和环境条件，其中最容易导致组件功率下降的因素就是热斑效应。

外界因素导致的热斑效应主要是指太阳电池组件在阳光照射下，由于部分组件受到乌云或者树叶等的遮挡无法工作，使得被遮盖的部分组件升温远远大于未被遮盖部分，致使温度过高出现烧坏的暗斑。

热斑可能导致整个电池组件损坏，甚至造成整个电厂的瘫痪，造成损失。因此，需要认真研究热斑形成的内外在原因，从而减小热斑形成的可能性。

六、小结

目前在系统应用领域的功率衰减问题，其主要原因还是组件的质量问题造成的输出功率下降，这种情况的功率衰减，是没有办法在后期应用过程中避免的，我们更应该做的是控制生产过程中的质量，改进生产工艺，提高产品质量。

另外很重要的一点，热斑效应是导致功率衰减的重要原因之一，建议组件厂商订购相关检测设备，减少导致热斑效应因素的产生。

【学员问题】光伏组件功率如何计算？

【解答】光伏组件功率计算

太阳能交流发电系统是由太阳电池板、充电控制器、逆变器和蓄电池共同组成；太阳能直流发电系统则不包括逆变器。为了使太阳能发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据用电器的功率，合理选择各部件。下面以100W输出功率，每天使用6个小时为例，介绍一下计算方法：

1.首先应计算出每天消耗的瓦时数（包括逆变器的损耗）：若逆变器的转换效率为90%，则当输出功率为100W时，则实际需要输出功率应为100W/90%=111W；若按每天使用5小时，则耗电量为111W*5小时=555Wh.

2.计算太阳能电池板：按每日有效日照时间为6小时计算，再考虑到充电效率和充电过程中的损耗，太阳能电池板的输出功率应为555Wh/6h/70%=130W.其中70%是充电过程中，太阳能电池板的实际使用功率。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

光伏组件标称功率是在标准条件下测试的，实际发电功率有没有可能超过标称功率，大家的说法不一，这也是光伏电站设计时不关注的问题之一，会影响系逆变器选型和系统的发电量。

太阳辐射度：太阳辐射到单位面积上的辐射功率，称为太阳辐射度。单位是瓦/平米。光伏组件标称功率是在标准条件下测试的，STC(standardtEstcondition)，其标准测试条件是：1.辐照度：1000W/m2，2.温度：为(25&Plusmn;1)℃，3.光谱特性：AM1.5标准光谱。

所以不考虑逆变器等设备因素外，组件最大输出功率的影响因素就是太阳辐照度和温度了。太阳辐射度极限值是太阳常数，值是1368W/m2，到达地球表面后，受到天气等各方面影响，最高值约1200W/m2，组件的功率温度系统约-0.39%/℃，组件温度下降，组件的功率会升高。

一块250W的组件，在不考虑设备损耗的情况下，在零下30度温度，组件最大输出功率Pmax=1.2*(1-(25+30)(-0.0039)*250=1.2*1.1755*250=352.65W。实际上，在我国阳光最好的地区，如宁夏北部、甘肃北部、新疆南部等地区，250W的组件最大输出功率能到300W。

影响太阳辐射度的因素有：

1、太阳高度角或纬度：太阳高度角越大，穿越大气的路径就越短，大气对太阳辐射的削弱作用越小，则到达地面的太阳辐射越强;太阳高度角越大，等量太阳辐射散布的面积越小，太阳辐射越强。例如，中午的太阳辐射强度比早晚的强。

2、海拔高度：海拔越高空气越稀薄，大气对太阳辐射的削弱作用越小，则到达地面的太阳辐射越强。例如，青藏高原是我国太阳辐射最强的地区。

3、天气状况：晴天云少，对太阳辐射的削弱作用小，到达地面的太阳辐射强。例如四川盆地多云雾阴雨天气，太阳辐射消弱，太阳辐射成为我国最低值区。

4、大气透明度：大气透明度高则对太阳辐射的削弱作用小，使到达地面的太阳辐射强。

5、白昼时间的长短。

6、大气污染的程度：污染重，则对太阳辐射消弱强，到达地面太阳辐射少。