腐蚀,短路?组件边框接触用附件选型探讨

来源:全球光伏发布时间:2021-03-31 11:11:42

光伏组件在户外应用的过程中,不可避免地要与各种附件接触,包括支架、夹具、压块、接地线、排水除泥器等。尽管光伏组件一般都会通过包括IEC标准在内的各种认证,但在户外与各种附件组合成系统后,并不会再做性能测试。

那么,这些形形色色、零零总总的附件,会不会影响光伏组件的固有性能呢?

1. 光伏组件常见边框附件

如前所述,光伏组件常见的边框附件包括支架、夹具、压块、接地线、排水除泥器等等,如下图所示:

 

 

图1:光伏组件安装用金属压块

上图中的压块有铝合金材质,也有不锈钢材质,以及一些锌铁合金等。一般双玻组件用的压块都会在金属夹具内部有一块橡胶垫,通常采用硬质三元乙丙橡胶,并有瓦楞形沟槽以增加与玻璃的接触面积,增大摩擦力。不锈钢或锌铁合金的压块也会配有橡胶垫,以免划伤组件边框。

2. 边框附件可能对组件性能的影响

通常,光伏组件都需要按照IEC 61215、61730等标准进行发电性能、物理机械性能、安全性能、耐候性能测试。直接安装在边框上的各种附件,由于和光伏组件形成了一个整体,尽管尚未有要求对“组件+附件”进行类似的测试,但仍需要考虑这些附件是否会影响组件的发电、强度、安全、耐候等性能。

对常见的边框附件,我们一般要考虑该附件是否会影响到组件的发电性能(发电功率、抗PID衰减等)、机械强度、阻燃及防火性能、耐腐蚀性能。比如说:

- 是否会对组件表面形成遮挡;

- 是否会损伤组件铝边框表面;

- 是否会破坏铝边框绝缘性能;

- 材料本身是否耐老化、阻燃?

一般安装在铝边框上的附件,体积都很小,即便可能有阴影也不会影响玻璃表面的光辐照,这一点也很容易被理解,因此基本上不会有遮挡的情况。

对于铝边框表面的划伤,也很容易从外观上看出,因此金属附件在设计时大多也会考虑到。比如说非铝合金材质的金属压块,会考虑配置橡胶垫,不仅起到了隔离边框和压块的效果,也能够起到防滑的作用。

而那些看不见的影响,则是容易被大家忽略的,往往也是最重要的性能,是这些附件是否会破坏组件的绝缘性能,影响组件的防火性能,对组件边框造成腐蚀等。

3. 边框附件与组件绝缘、安全性能

光伏组件都需要进行绝缘性能测试、接地连续性测试、抗PID性能测试,还需要做阻燃等级测试、湿热老化测试等。

所谓组件绝缘测试,是将组件正负极短路后连接到绝缘耐压仪的正极,再将边框接地孔接到绝缘耐压仪的负极,测试从接线盒到边框接地孔之间的电阻。

电流从接线盒到焊带再到电池片基本是导通的,然后分两个通道,穿过封装材料、正面玻璃或背面背板(或玻璃),从玻璃(或背板)表面到边框密封胶,再到铝边框,通过铝边框表面到接地孔,形成测试回路。

 

 

由此可以看到,铝边框的表面绝缘电阻,铝边框本身的绝缘性能,对于组件的绝缘性能测试是非常重要的,这也是为何组件铝边框都需要做阳极氧化处理的重要原因。

如果组件边框上的附件金属属于导电的,比如不锈钢、锌铁合金、未处理过的铝合金,那么组件边框的绝缘性能将被该金属附件完全破坏。尤其是当金属附件离组件边框接地孔较近时,这种影响可能会更大。如下图所示:

 

 

上图展示的是一种被称作“灰水清除器”的不锈钢材质配件,卡在组件边框外侧,从组件边框上沿包围到组件边框下沿。而从上图的右边边框示意图可以看到,组件的接地孔一般都是在边框下沿离组件玻璃距离最远的部位,在组件四个角一般都会有。

将接地孔设计为最远的原因就是为了增加漏电流从组件玻璃到接地孔的漏电距离。而一旦用这种不锈钢材质配件将边框上表面和下表面短路,那么从组件玻璃到接地孔的漏电流通道可能一下子缩短到几毫米,而此前至少也是整个边框的厚度,比如35边框一般漏电流通道最短为4-5厘米。

4. 边框附件与组件抗PID性能

抗PID几乎是组件一个永恒的性能要求,PID对组件发电功率的影响很大,而PID产生的机理则是:电池表面的漏电流经过封装材料 – 玻璃(或背板),穿过边框密封胶到达铝边框,沿着铝边框流到接地孔,形成对地漏电流。越容易发生漏电流、漏电流越大,组件PID发生的概率也就越大。

 

 

在上图中,组件表面黑色的部位,表面该部位的电池片发生了PID效应。由于组件的下表面靠近边框处有更多的积灰,因而该处的玻璃表面电阻更小,漏电流更大,也就更容易出现PID效应。

如前面所述,如果组件边框上的附件改变了边框的绝缘性能,将铝边框表面短路从而缩短了漏电流通道,那么该处的电池片就有可能因为漏电流的增加而产生PID效应。

因此,一些金属压块,往往辅之以橡胶绝缘垫,一方面起到了防滑、防损伤的作用,另一方面也起到了金属压块与铝边框之间的绝缘作用。

5. 边框附件与边框抗腐蚀性能

组件的边框一般都是铝合金材质,并将铝合金表面进行阳极氧化(钝化)处理形成一层致密的氧化膜,以防止在空气中氧化腐蚀,因而可以在户外使用25年以上。

这是在假设铝边框始终与空气接触的情况下,而当铝边框与金属附件接触时,情况就可能不一样了。

百度一下“铝合金不锈钢异金属腐蚀”,可以看到相关的回答:

 

 

因此,当铝合金与不锈钢长期接触并暴露在空气中,先腐蚀的是铝合金,作为“牺牲阳极保护法”的典型,铝合金被牺牲了。

而这种情况下被腐蚀的铝合金,与铝合金钝化产生的致密钝化膜不一样,会像铁锈那样脱落,并破坏原有的致密钝化膜。

当然,这种情况的发生可能是非常缓慢的,但对于需要在户外应用25年以上的组件来说,还是必须引起足够的重视!

尽管,接地线也是异金属材质,但接地线连在接地孔,位于铝合金边框的下沿,远离组件表面,影响可能可以忽略。

6. 组件边框附件可能引起的质保风险

以上所述的,是组件边框附件可能会对组件发电性能、组件边框的机械性能、组件本身的绝缘性能带来的影响。这些影响可能是缓慢的、长期的、不容易被注意到、被重视的,然而却是很有可能发生的。

在组件25年的漫长生命周期中,很难说清楚组件性能会受哪些影响,因此一般组件厂都会给与一定时长的质保,如果投保,那保险公司也会对组件进行一定的赔偿。

但如果组件上安装了可能影响组件性能的附件,比如说影响了组件的绝缘性能、抗PID性能、铝边框耐久性能、接地性能,那原本组件厂给的质保承诺、保险公司给的赔偿承诺,很可能因为这些不经意却又价值很低的附件而消失,或是变成一场扯皮。

一旦出现这样的情况,无论是对业主,还是对于附件供应商、EPC、组件厂,都将是得不偿失的。

事实上,由于这些附件的价值极低,也没有任何人会去将这些附件装在组件上去做全套的IEC测试。

7. 组件边框附件的选型建议

了解了组件边框附件可能带来的风险,我们仍然不能因噎废食,毕竟这些附件依然是不可或缺的。因此,组件边框附件选型时,推荐考虑以下一些因素:

- 不改变、破坏组件原有结构

- 不降低铝边框绝缘性能

- 不影响组件防火发电性能

- 不易老化、降解,避免对组件材料带来不利影响

- 不影响边框性能和组件寿命

进而,在对组件边框附件进行选型时,还要考虑:

- 易安装,易更换

- 具有优异的耐老化性能

- 使用寿命尽可能长

- 附件的功能不会衰减(比如靠亲水添加剂、亲水涂料实现的组件排水性是否能保持长久)

- 对环境无污染

 

从现有的经验来看,最保险的依然是采用和边框相同材质的铝合金配件,避免采用不锈钢、锌铁配件,避免采用易软化、易老化的塑胶材料。


索比光伏网 https://news.solarbe.com/202103/31/336528.html
责任编辑:gaoyuxing
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
阿曼一家本土光伏组件厂投产来源:光伏情报处 发布时间:2026-05-22 16:39:06

依托前沿技术、精良设备与阿曼优越区位优势,AACE打造具备全球市场竞争力的光伏产品。作为本土落地制造企业,AACE积极助力阿曼能源转型进程,依托本土生产优势赋能当地光伏项目建设,助推国家可持续发展与能源多元化战略落地。此次投产为阿曼工业及清洁能源产业发展注入全新动能,企业深耕本地市场,对标国际水准搭建本土制造体系,持续助力区域能源产业长远发展。

项目终止!5GW光伏组件厂叫停来源: 索比光伏网 发布时间:2026-05-22 16:32:28

欧洲光伏制造初创企业Carbon近日宣布,将放弃在法国建设5GW光伏组件组装工厂的计划。该企业表示,欧盟本土光伏制造业目前缺乏必要的发展条件,无法支撑项目推进。Carbon是一家法国企业,四年前启动该项目,目标是打造覆盖硅锭至光伏组件的全产业链一体化生产基地。项目启动一年后,企业便敲定了建厂地块,规划年产能达5GW光伏电池和3.5GW光伏组件,并计划于2024年率先投产一座500MW的试验工厂。

晋能科技取得高强度光伏组件生产设备专利,保证边框质量一致性来源:金融界 发布时间:2026-05-22 09:39:02

国家知识产权局信息显示,晋能清洁能源科技股份公司取得一项名为“一种高强度光伏组件及生产设备”的专利,授权公告号CN224267195U,申请日期为2025年6月。通过天眼查大数据分析,晋能清洁能源科技股份公司共对外投资了16家企业,参与招投标项目3660次,财产线索方面有商标信息1条,专利信息298条,此外企业还拥有行政许可14个。

埃夫特:拟10.74亿元收购盛普股份100%股份 后者产品目前主要应用于光伏组件等行业来源:格隆汇 发布时间:2026-05-22 09:25:52

埃夫特公告,公司拟以发行股份及支付现金方式向至骞实业等12名交易对方收购盛普股份100%股份,具体分为:上市公司拟通过发行股份及支付现金的方式向至骞实业等10名交易对方购买其持有的盛普股份95.97%股份。后者以前者为实施前提。标的公司产品目前主要应用于光伏组件、动力电池以及汽车及零部件等行业,服务于客户胶接工艺的智能化升级,是下游客户实现胶接工艺自动化与高精度控制的核心设备之一,助力企业制造智能化、精准化。

光伏行业迈向“价值战” ——晶澳科技积极迎接《光伏组件安全要求》《光伏组件铭牌标识要求》发布来源:晶澳科技 发布时间:2026-05-22 09:03:31

《光伏组件安全要求》和《光伏组件铭牌标识要求》两项强制性国家标准由工业和信息化部提出并归口,委托全国太阳光伏能源系统标准化技术委员会执行,在工业和信息化部电子信息司指导下,中国电子技术标准化研究院联合多家单位共同起草,预计将于近期正式发布。

天合光能深度参与《光伏组件安全要求》《光伏组件铭牌标识要求》两项强制性国标制定,为行业反内卷立规范来源:天合光能 发布时间:2026-05-22 08:55:45

为遏制功率虚标、低价劣质等市场乱象,国家近期正式发布《光伏组件安全要求》和《光伏组件铭牌标识要求》两项强制性国家标准。其中,《光伏组件安全要求》强化了组件在防火、防电击、机械载荷等方面的安全底线;《光伏组件铭牌标识要求》则规范了功率标称、技术参数标识的准确性要求,从源头遏制虚标行为,为建立公平透明的市场秩序提供了制度保障。

山西首个钙钛矿太空光伏项目立项!来源:钙钛矿工厂 发布时间:2026-05-21 15:41:47

5月12日,晋中市科技局公示2026年度第一批市级立项备案管理科研项目名单,光语能源首席科学家潘婧博士牵头的科“面向空间光伏的全钙钛矿叠层光伏组件研发”研项目成功入选,正式纳入市级备案管理体系。光语能源将持续深耕钙钛矿光伏技术领域,以科技创新赋能晋中市新能源产业高质量发展,助力构建新质生产力。

晶科能源、晶科能源申请太阳能电池相关专利,提供特定结构太阳能电池及光伏组件作用来源:新浪证券 发布时间:2026-05-21 11:54:40

晶科能源、晶科能源申请太阳能电池相关专利,提供特定结构太阳能电池及光伏组件作用5月21日消息,国家知识产权局信息显示,浙江晶科能源有限公司、晶科能源股份有限公司申请一项名为“太阳能电池及光伏组件”的专利。浙江晶科能源有限公司共对外投资了9家企业,参与招投标项目96次,财产线索方面有商标信息7条,专利信息2700条,拥有行政许可35个。

TOYO: 预计2026年电池片出货5.5–5.8GW,组件出货1-1.3GW来源:光伏情报处 发布时间:2026-05-19 08:50:16

2026年第一季度未经审计财务业绩2026年第一季度营收约1.428亿美元,较2025年同期的5150万美元增长177.0%,增长主要来自太阳能电池及组件销量提升。2026年第一季度毛利润约4780万美元,较2025年同期的480万美元大幅增长894.8%;毛利率从2025年同期的9.3%提升至33.5%。2026年第一季度总运营费用升至1150万美元,2025年同期为610万美元。2026年第一季度基本及摊薄后每股收益均为0.75美元,2025年同期TOYO股东应占基本及摊薄后每股亏损0.10美元。

中广核云南200MW光伏项目公示!来源:红河州生态环境局 发布时间:2026-05-18 09:20:11

5月14日,云南省红河州生态环境局公开了西都底光伏发电项目环评文件。文件内容显示,西都底光伏发电项目位于红河州蒙自市冷泉镇、水田乡、文萃街道办事处,总投资72,405万元,交流额定容量为200MW,采用715Wp的单晶硅双面光伏组件,共建设86个光伏方阵,总用地面积约为328.5486h㎡。该项目已于2025年4月27日取得蒙自市发展和改革局出具投资备案证。目前该项目尚未开工。

美国一季度太阳能电池片进口3.8GW, 同比下降16%来源:光伏情报处 发布时间:2026-05-18 09:10:16

从2024年初到2025年中,美国电池片进口量呈现持续增长的态势,在2025年6月达到峰值3523MW;进入2025年下半年后,进口量开始回落,2025年11月大幅增长至2910MW,12月下降至904MW。