摘要：电网很复杂。对于许多发电技术来说，复杂性在于其复杂性。吉瓦级核电厂和燃煤电厂本身就很复杂，需要大量的现场技术人员和工程师来确保安全高效的运行。在太阳能领域，复杂性在于其他方面。与核电站相比，太阳能电池板的基本结构相对简单。太阳能的诀窍是一遍又一遍地把所有事情都
光伏组件中的冷焊缺陷。该问题现在已成为发货前组件检查中最常见的缺陷。图片来源： CEA
电网很复杂。对于许多发电技术来说，复杂性在于其复杂性。吉瓦级核电厂和燃煤电厂本身就很复杂，需要大量的现场技术人员和工程师来确保安全高效的运行。在太阳能领域，复杂性在于其他方面。与核电站相比，太阳能电池板的基本结构相对简单。太阳能的诀窍是一遍又一遍地把所有事情都准确无误——规格、制造、运输和安装。例如，一个典型的 200MW 太阳能发电厂使用 600W 组件建造，需要 333,000 个组件。
太阳能行业的重大技术变革受到了适当的关注，包括转向双面电池、从 PERC 转向 TOPCon 以及组件瓦数的持续增长。但是，有一个不太明显且较少讨论的变化，它改善了每个单元中的当前集合，但使制造过程所需的精度更加严格。
在过去的 10 年里，太阳能组件设计已经从每节电池使用 2 到 3 根大扁线转变为使用 18 根细圆线。此更改降低了成本并大大降低了裂缝的影响，但需要付出代价。在适当的位置焊接大扁线很容易，但精确放置新的、更小的圆线可能要困难得多。一个小的错位会导致“冷焊点”，即导线没有完全连接到电池上。回到我们参考的 200MW 工厂，拥有 333,000 块面板，揭示了挑战的规模：每个电池 18 根电线，每个电池每根电线多片焊料，每个模块 144 个半电池，这意味着超过 10 亿个焊点！
为了测试焊点的质量，大多数制造商每四小时对非常小的样品进行一次离线破坏性测试（称为“拉力测试”）。目的是确定焊接过程中是否存在系统性故障，但这种方法无法有效捕获罕见的缺陷。更复杂的是，拉取测试的通过/失败标准可能因工厂而异。因此，不可避免地会发现错误。
我们公司 Clean Energy Associates （CEA） 最近总结了我们在 300 多家工厂的工厂质量保证结果，涵盖 2023 年 1 月至 2024 年 8 月的生产。开裂的电池曾经是最常见的缺陷，但现在冷焊已成为装运前电致发光 （EL） 检查中发现的最高频率问题。
装运前 EL 检验中发现的最常见 PV 组件制造缺陷
这些缺陷是在制造过程结束时发现的，这意味着它们已经避开了过程中的质量保证检查，并准备好运送到现场。
CEA 的工程服务团队最近对现场发现的缺陷进行了类似的调查，发现 78% 的站点包含存在焊接缺陷的模块（点击此处查看报告链接）。
当有焊接缺陷的太阳能电池板被运输并安装在现场时，可能会出现许多问题。不良的焊点会产生电阻连接，从而导致更高的热量损失并减少发电量。不良的焊点可能会导致旁路二极管导通，从而断开模块中三分之一的电池，从而将模块的输出降低三分之一。在最坏的情况下，不良焊接会导致极端温度，从而发展成灾难性故障和热事件。
更糟糕的是，当一串模块包含好模块和坏模块的混合时，最大功率点跟踪器 （MPPT） 更难找到组串的最佳电压，从而进一步降低输出。
好消息是，有一些有效的策略可以保护买家免受焊接缺陷的影响。解决方案在生产开始之前就开始了，从供应协议的谈判开始。买方应在协议中明确定义焊接缺陷，要求在工厂进行 100% 的 EL 测试，以及安排第三方质量保证 （QA） 专家进入工厂观察生产的权利。
在生产 PV 组件时，您的 QA 代表可以观察生产过程，以确保工具得到正确校准，遵循流程，并执行适当的拉力测试。在每天发货之前，您的代表应选择具有统计意义的成品样本进行检查，以发现缺陷，包括但不限于焊接。
没有完美、无缺陷的制造。但是，经过充分谈判的供应协议和精心设计的工厂 QA 计划可以大大降低您的风险。
Paul Wormser 是 Clean Energy Associates 的技术副总裁，Jake Edie 是营销副总裁
来源：陈讲运清洁能源
