光伏組件安裝施工質量控制策略探討

【關鍵詞】光伏組件；安裝技術；施工質量；控制策略

引言

近年來，中國大力發展新能源發電技術，光伏發電比重逐年穩步上升，對保護生態環境、發展低碳經濟有重要作用。光伏組件作為光伏電站核心構成部分，其安裝質量直接關系到總體發電效益和光伏系統運行效能。光伏組件安裝施工質量直接影響發電效率與系統壽命，但現場施工中，因質量問題導致的系統效率損失、安全隱患等現象屢見不鮮。為此，要構建科學完善的質量控制體系，全面完善光伏組件安裝技術標準，強化施工質量控制力度，提升光伏電站建設水平，保障投資收益，推動行業高質量發展。

一、光伏組件安裝難點

（一）現場環境惡劣

光伏電站項目占地面積較大，基于降低土地成本和解決陰影遮蔽問題，光伏電站主要建設在遠離城市區域、具備良好日照條件的荒野區域。從施工角度來看，現場環境較為惡劣，地形復雜，局部存在不良地質問題，周邊交通條件不佳，在一定程度上增加了光伏組件安裝難度[1]。

（二）安裝精度高

光伏組件安裝精度要高于匯流箱、逆變器等其他光伏電站組成部分，安裝質量與光伏系統運行工況密切相關。例如，在光伏組件裝配環節，施工人員要嚴格遵循施工規范，約束自身操作行為，禁止出現錯誤操作問題，同時也要綜合分析項目所處區域緯度、季節等環境因素，反復驗算光伏組件的方位角、傾角是否正確，并使用水準儀等精密儀器，反復測量校正光伏組件的安裝角度和位置。

（三）設備易受損

光伏組件屬于內部結構較為精密的電子器件，光伏組件運輸、現場堆放和安裝期間容易受到車輛顛簸、環境侵蝕、外力碰撞等因素影響，可能出現故障失效問題，甚至引發熱斑、隱裂等質量問題。為保證光伏組件安裝質量，除全程監控現場施工過程外，還應采取運輸管理、入場檢驗等措施，禁止安裝存在質量缺陷的光伏組件。

二、光伏組件安裝技術及操作要點

（一）基礎支架驗收

提前檢驗基礎結構、光伏支架的質量狀況，消除質量隱患。對于基礎結構，要嚴格檢驗坐標位置、外形尺寸、平面水平度、垂直度和預埋地腳螺栓位置，選用經緯儀、水準儀、水平尺等儀器工具，將基礎結構平面位置偏差控制在20 mm內，水平度全長偏差和垂直度全高偏差控制在10 mm內，預埋地腳螺栓中心位置偏差控制在2 mm內[2]。同時，檢查基礎結構表觀質量、強度和驗算承載性能是否達標。對于光伏支架，以支架穩定程度、垂直度、緊固度、頂面標高、組件安裝面平整度作為驗收內容。如果光伏組件總體重量過大，還應對光伏支架進行加固處理，預防后續出現支架傾覆問題，具體可選擇加裝單道或多道斜梁。

（二）光伏組件運輸

光伏組件運輸環節，提前在施工現場規劃堆放場地，對場地進行硬化平整處理，修建臨時排水設施，清掃垃圾雜物，并搭設遮陽擋棚和防雨棚，禁止光伏組件直接暴露在陽光下，或是因浸水潮濕而故障失效。完成準備工作后，即可組織開展光伏組件運輸作業，在現場配備平板拖車作為運輸工具，按照輕拿輕放原則，嚴格控制光伏組件拿起放下的力度，禁止因蠻力搬運而導致光伏組件變形受損。光伏組件運至施工現場后，按照正面朝上的狀態，水平放置光伏組件，禁止組件保持懸空狀態或是斜放狀態，檢查光伏組件堆放層數、堆放高度是否超標，也不得出現拉拽電池板引出線的問題。如果場地運輸條件復雜，需要人力搬運光伏組件，或場內運輸期間不可避免地出現顛簸碰撞問題，則可采用新推出的無人機運輸技術。準備具備一定載重能力的無人機，根據無人機載重能力和光伏組件重量確定單次搬運數量，搬運期間始終保持無人機穩定飛行姿態。

（三）組件裝配

1.安裝順序

按照從下到上順序，分多次安裝單個光伏陣列上的光伏組件。首先安裝最底層兩端光伏組件，單側同步安裝2～4塊光伏組件，核對組件尺寸，把對角線調整到方正狀態，并在中間邊沿拉通過線，繼續安裝中間部位光伏組件。重復上述操作，逐層安裝剩余光伏組件，要求相鄰各塊光伏組件均保持橫平豎直狀態，且安裝間距保持一致。

2.壓塊固定

設置壓塊螺栓來固定光伏組件，確定光伏組件安裝位置準確無誤后，單個光伏組件上設置4個壓塊，用于固定光伏組件和橫梁，組件兩側各部署1個邊壓塊，中間部位部署2個中壓塊。要求壓塊螺栓牙齒和橫梁型鋼卷邊槽保持平穩咬合狀態，確保光伏組件受力均勻[3]。

3.測量調整

光伏組件安裝時常存在安裝誤差。為降低總體誤差，施工人員必須在光伏陣列上下兩端系上放線繩，保持繩索繃緊狀態，逐一調整各塊光伏組件的位置，相同陣列內光伏組件邊線必須保持一致。待全部光伏組件安裝就位后，采用鋼卷尺檢查方法，全面檢查安裝質量，以傾斜角度、組件邊緣高差、組件平整度作為檢查內容。例如，要求傾斜角度偏差不超過1°，相鄰組件邊緣高差不超過1 mm，同一陣列內東西向全長組件邊緣高差不超過10 mm，相鄰組件平整度偏差不超過1 mm，同一陣列內東西向全長組件平整度偏差不超過5 mm。

4.方陣布線

方陣布線環節，提前做好相關準備工作，包括光伏組件質量檢驗、匯線箱安裝調試、線纜質量檢驗，并在光伏陣列上設置支撐件和緊固件。現場準備不同種類的線纜，利用顏色來區分串行線纜與正負電極線纜，如把紅色線纜作為正極連接線，把藍色線纜作為負極連接線，核對線纜安裝編號。按照線纜橫斷面尺寸，選擇正確布線方法，對于橫截面尺寸大于6 mm的線纜，額外進行電鍍處理，或是加裝銅接頭，用于改善連接性能，再將線纜接入光伏組件；對于橫截面尺寸不足6 mm的線纜，利用接頭環進行固定連接，要求線頭彎曲方向和固定螺釘方向保持一致。同時，為保證電氣安全，嚴格限制接線數量，單個接線端不得接入2根以上的芯線，芯線間隔部位設置墊片，擰緊全部接線螺絲，使用扭矩扳手檢查緊固程度[4]。單個光伏陣列布線結束后，按照施工圖紙，全面檢查光伏組件接線情況是否正確，如測試串聯開路電壓值，觀察接線盒出口部位連接線是否向下彎曲，并在陣列輸出端部署編號標志與極性標志。

5.測量電氣特性參數

光伏組件安裝期間，常規的目視觀察、鋼卷尺檢查方法僅能判斷光伏組件外觀完好程度和安裝位置是否準確，并不能判斷光伏組件使用性能是否達標。因此，需要對光伏組件電氣特性參數進行測量，以開路電壓、最大功率點電流電壓、短路電流等參數，作為測量內容，并挑選天氣晴朗、太陽總輻射照度超過700 W/m2、輻射照度不穩定度限制在±1%以內的時段，作為測試時段，現場準備太陽能模組測試儀，當作測試儀器。光伏組件必須面向光線照射方向，電纜線連接太陽能模組測試儀，啟動儀器，逐一測試各項電氣參數，對比測量值和標準值，判斷光伏組件工作性能，并根據參數波動程度來評價光伏組件工作穩定系數[5]。

三、案例分析

（一）項目概況

廣東能源德州武城100 MW漁光互補項目（二期）位于山東省德州市武城縣魯權屯鎮及其周邊地區，場區中心地理坐標位于北緯37.28°，東經116.09°。項目交流側總裝機容量100 MW，占地面積約3 000畝。現場施工期間，陸續出現多項問題，典型問題包括電纜裸露敷設、光伏組串連接點故障頻發、缺少標識牌，團隊決定全面統計安裝問題，對現有施工工法進行優化改進[6]。

（二）改進安裝工藝

在此項目中，針對電纜裸露敷設問題，電纜外部套設保護套管，沿安裝槽敷設線纜，盡量避開陽光直射位置，并將線纜進行整齊排列，不得出現線纜交叉問題，預留足夠余量，實際線纜長度控制在1.3倍最短連接距離。針對光伏組串連接點故障頻發問題，根源在于現場環境復雜多變，以及不同款式光伏連接器互不兼容，必須配備相同類型光伏連接器，優先采購同一廠家生產的光伏連接器，并在工廠內部直接組裝光伏連接器。轉運入場后，僅需將光伏連接器和光伏組件相互連接，通過省略現場組裝光伏連接器步驟，保證光伏連接器安裝質量。對于缺少標識牌問題，利用線纜把各個光伏組串接入逆變器/匯流箱期間，進線端存在多組線纜，施工人員必須在各組線纜兩端和轉彎位置設置標識牌，標明線纜規格、光伏組串編號等信息，光伏電站所使用全部標識牌都應保持統一規格[7]。

（三）光伏組件質量檢測

1.熱斑缺陷檢測與分析

熱斑現象由電池片局部過熱導致，長期運行會加速組件老化甚至引發火災。項目采用紅外熱成像儀進行100%入場檢測，對疑似熱斑組件進行二次電致發光（Electroluminescence，EL）檢測復核。檢測標準參照國際電工委員會標準618531，將表面溫度差超過15℃的組件判定為熱斑缺陷。檢測數據顯示，首批入場的5 000塊組件中，檢出熱斑缺陷組件32塊，占比0.64%。進一步分析發現，缺陷組件多因電池片焊接不良和旁路二極管失效導致，通過更換缺陷組件，預計可避免年發電量損失約20 000 kWh[8]。

2.隱裂缺陷防控體系

隱裂主要由運輸振動和安裝應力集中引起，初期難以用肉眼識別，但會導致功率衰減加速。項目引入EL檢測儀進行全流程監控：入場抽檢率不低于5%，安裝前進行100%檢測，安裝后對重點區域進行二次復檢。檢測結果顯示，運輸環節導致的隱裂占比達45%，安裝操作導致的隱裂占比38%。通過優化包裝方案和規范安裝操作，隱裂檢出率從整改前的1.2%降至0.3%。

3.功率衰減動態監測

項目采用Ⅳ曲線測試儀進行功率檢測，對抽檢組件進行72小時連續光照測試，模擬實際運行環境下的衰減情況，如表1所示。檢測發現，某批次組件功率衰減率達5.2%，超出行業標準（小于等于3%），經追溯確認系生產工藝缺陷導致，最終對該批次組件全部退換處理。

4.增加調試項目

在原有電氣參數測量基礎上，新增并網調試環節，通過模擬實際運行工況驗證系統穩定性。并網調試期間，連續記錄5分鐘內的電壓、電流、功率等關鍵參數，重點監測電壓波動范圍（±5%）、功率因數（大于等于0.98）等指標，如表2所示。數據顯示，通過并網調試發現4處因安裝不當導致的逆變器異常，及時消除潛在安全隱患，確保電站投運后首年發電量達標率提升至99.2%，較傳統調試方式提高7.8%。

結語

光伏組件安裝活動在光伏電站施工體系中占據重要地位，同時也是質量管理的重點對象。各類質量問題頻頻發生，導致光伏系統工況不穩。施工單位必須高度重視光伏組件安裝質量問題，及早實行標準化施工模式，規范開展現場作業，從成功項目案例中汲取經驗教訓，落實改進工藝、光伏組件質量檢測、增加調試項目三項質控措施，切實提升光伏組件安裝施工質量，確保光伏發電系統平穩運行。

參考文獻：

[1] 任杰瑞.基于無人機的光伏組件及管樁施工監測與優化[J].光源與照明，2025（01）：108110.

[2] 潘帥，李鑫，孫二衛，等.光伏組件安裝過程中的質量控制分析[J].工程建設與設計，2025（02）：204206.

[3] 高志.光伏組件安裝施工質量控制研究[J].光源與照明，2025（01）：126128.

[4] 周陽，徐春江，黃紅娜.基于ANSYS的低溫環境下的光伏組件彎曲研究[J].太陽能，2025（03）：9096.

[5] 吳剛亮.基于全過程質量控制策略的光伏組件施工流程設計[J].光源與照明，2021（12）：8688.

[6] 王魁，李金惠，劉麗麗.退役晶硅光伏組件中材料物質回收技術現狀分析與建議[J].中南大學學報（自然科學版），2024，55（06）：21172128.

[7] 江小靜，陸衛，印川，等.光伏組件智能清掃控制系統設計與實現[J].信息與電腦（理論版），2022，34（19）：102104.

[8] 印川，江小靜，冒海波，等.基于MQXLite的光伏組件智能清掃控制系統[J].信息與電腦（理論版），2022，34（14）：4749.