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国华卫星数据 Guohua Satellite 太阳能光伏组件是太阳能发电系统中的核心部分，其作用是将太阳能转化为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。光伏电站中组件数量多，一旦组件在运行过程中发生放电起火故障，若不能及时发现，将对光伏电站资产造成严重损失，因此要重视组件在实际运行过程中的问题，让其在全寿命周期内都稳健可靠，保证电站资产安全。在国华卫星数据运维的光伏电站，电站运维人员巡检发现存在组件背板放电起火、组件接线盒封胶开裂 2 类问题，严重威胁电站生产安全。 01.  背板放电起火 根据运维人员对放电起火组件安装位置的反馈，背板放电起火组件的分布较散，厂区内放电击穿组件的位置区域也无固定规律；放电击穿位置均为组件安装下沿的两行电池内，厂区内组件安装方式均为接线盒右侧朝向安装。  02. 组件接线盒封胶开裂 根据运维人员反馈，电站部分组件存在电压偏低、支路无电流现象，经现场检查发现，组串内组件均存在二极管击穿，二极管击穿均在负极位置，组件测试开路电压成比例降低，红外扫描二极管严重发热。  针对上述问题，国华卫星数据委派专业检测工程师前往电站现场，对相关组件进行红外热成像测试和外观检查，除上述组件背板放电起火、组件接线盒封胶开裂2类问题外，现场还发现6块组件存在1/3电池片红外热成像发热异常的现象。 为分析组件故障原因，检测工程师挑选了上述3类以及对比组件共11块寄回实验室进行测试, 分为 A、B、C、D 四类，如表 1 所示。  实验室对抽检组件进行了外观检查、最大功率测量、EL 测试，D 类对照组2块组件还进行了旁路二极管热性能试验，结果汇总如下表所示。  为进一步分析组件异常原因，检测工程师还进行了遮挡测试、二极管功能测试和组件反向通电测试 3 个试验，测试结果如下： 试验一 组件遮挡测试 I-V 测试时遮挡一个二极管对应的组件1/3 电池片，正常情况下对应电池串将被旁路，工作电压降低1/3；若工作电压下降大于1/3，则表明光照下电流仍然通过该电池串，组件内阻增加，因此判断该二极管的旁路功能已失效；若工作电压无变化，则表明该电池串已开路或被短路，遮挡不影响功率输出。依次遮挡 3 个二极管所在的电池串，结果如表 3 所示。  试验二 组件反向通电测试  组件 EL 测试时为正向通电，电流走向为电池片；反向通电时，电流走向则为二极管， 若反向通电时组件开路，无法导通，说明二极管回路存在开路。通过组件正向/反向 2 种方向的通电测试，分析电池片和二极管的异常情况，验证前述分析结果，如表 4 所示。  试验三. 二极管功能测试  为确定上述二极管具体问题，挖开全部组件的接线盒封胶，对二极管逐一进行正向/反向电压测试，同时对接线盒内部进行外观检查，结果如表 5 所示。 二极管引脚断开 二极管损坏（壳体断裂） 汇流条虚焊 结合实验室检测结果， 对组件故障的原因分析汇总如下： 航天光伏电站运维 Aerospace Maintainence 总结 电站组件出现的背板烧焦、接线盒封胶开裂、红外1/3电池发热等3类问题，均是由于二极管损坏、汇流条虚焊原因引起的，加之方阵存在阴影遮挡等不利外界因素，最终导致组件严重故障。 因此，对于光伏组件的巡检，除了完成常规的检查项目外，同时应加强对组件接线盒红外热成像、组件开压测试、组件红外热成像观察整个电池串是否存在1/3温度异常的检查，从而保证光伏组件在全寿命周期内都稳健可靠。 秋冬季节电站防火工作是重中之重，厂区内的火源大多来自于直流设备故障拉弧。细微之处见真功，国华卫星数据科技有限公司始终将客户资产安全放在第一位，防火工作不仅是演练、除草、巡查等常规工作，更是对细微处起火源头的深究。此次的深度故障分析为组件起火隐患提供了防范思路，更是将起火原因定位到了组件接线盒这种小部件上。 为解决山地电站组件起火隐患，国华卫星数据科技有限公司对所运维的山地电站，进行了无人机热斑巡检，针对排查出的热斑组件再逐一进行热成像复核、开路电压测试，接线盒热成像检查等工作，确保组件发热起火的隐患降到最低，为业主电站安全打上双重保险。 |
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