什么是光伏组件的爬电距离

1 Creepage distance 沿面距离/爬电距离（CR）

The shortest path between two conductive parts, or between a conductive part and the outer surface of electrical enclosure of the equipment, measured along the surface of the insulation. All conductive parts are considered in evaluating creepage distance, including the pads around soldered connections. （沿面测得两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间的最短距离）

2 Clearance distance 空间距离/电气间隙（CL）

The shortest distance between two conductive parts, or between a conductive part and the outer surface of electrical enclosure of the equipment, measured through air. Components are mounted on the PWB must also be considered in the evaluation of clearance.（在两个导电组件之间或是导电组件与物体界面之间经由空气分离测得最短直线距离）

PCB 为什么要开槽：

开槽是为了增大爬电距离

但是每块组件上的电池片串间距最好保持一直，防止客户的QC以外观问题为理由拒收，很多公司的验收标准对这一条都是有规定的，所以还要注意。

单体太阳电池不能直接做电源使用。作电源必须将若干单体电池串、并联连接和严密封装成组件。光伏组件(也叫太阳能电池板)是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中最重要的部分。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。

固定式支架没有明确的规定，一般为了方便安装施工，会取组件最低点离地0.5米，理论上可以更低；

GB 50797-2012 光伏发电站设计规范内6.7.3点有提到跟踪系统内组件最低点离地不宜低于0.3米。

太阳能电池板

是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能的装置，大部分太阳能电池板的主要材料为“硅”，但因制作成本较大，以至于它普遍地使用还有一定的局限。

相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能电池属于更节能环保的绿色产品。

目前，中国组件制造商生产的组件很多都存在不少的质量问题和隐患，而其中很大一部分组件质量问题来自于接线盒自身的设计和品质。作为光伏组件制造商的配套企业，接线盒制造商不仅需要对组件制造商负责，更需要对终端客户负责，特别是对使用过程中人身安全的保护。所以，优化接线盒结构设计、提高质量是所有接线盒制造企业的首要任务。

常州天华新能源科技有限公司（简称“天华新能源”）下属常州华阳光伏检测技术有限公司（简称“华阳检测”），于2009年12月获得了CNAS实验室认可，认可范围包括光伏组件、光伏材料共119项检测能力。公司自2008年开始进行接线盒检测（依据标准：VDE0126-5:2008），讫今共完成30家接线盒供应商、50多款接线盒的检测和质量分析，获得了大量的检测数据。

结合光伏组件户外使用的实际情况，我们总结出目前接线盒常见失败项目主要有：IP65防冲水测试、结构检查、拉扭力试验、湿漏电试验、二极管温升试验、环境试验、750℃灼热丝试验。

接线盒测试常见失败项目统计图：

一、户外组件因接线盒问题引起的故障图片

二、接线盒在认证测试中常见失败项目及原因分析

1．接线盒IP65防冲水测试

防水性能是接线盒性能的重要指标。认证测试中，先进行老化预处理测试，然后进行防冲水测试，再通过外观结构检查和工频耐压测试进行评判。测试能否顺利通过，取决于接线盒的密封保护程度，而接线盒的密封保护直接影响到成品组件的防触电保护和漏电防护的等级。就目前常规构造的接线盒而言，其设计和材料的缺陷已在认证测试中显露无疑。

接线盒防冲水测试失败的主要现象大致分为以下几种：

⑴、接线盒密封盒体内大量积水；

⑵、接线盒盒体与背板材料不匹配；

⑶、接线盒的密封螺母开裂失效；

⑷、接线盒在老化预处理测试中盒体变形；

⑸、接线盒密封圈老化预处理测试后失效，或其他原因。

通过对以上测试过程中出现的失败现象进行研究分析，得出以下几点失败原因：

（1）、盒体的锁扣设计：

锁扣设计成两扣模式可能是导致试验失败的主要原因。两扣模式使得盒盖受力集中在二点，加上盒盖面积较大，导致其余各点受力很不均匀。特别是在高温时，其余各点受密封圈热胀、材料受热变软的影响，导致接线盒龇口，影响盒体的密封性，从而在IP65防水测试中失败（如图2）。

另外，接线盒经过240小时老化试验后，密封圈虽未脱落，但盒体、盒盖有变型，也会影响到盒体的密封性。

（2）接线盒密封圈的橡胶材料选择不当：

由于密封圈材料的选择不适合，在接线盒经过240小时老化预处理测试后，其延伸率和收缩率降低，密封圈材质硬度升高，降低了盒体与盒盖的密封性能，导致密封圈不能完全密封盒体和盒盖的槽口，致使水流渗入，防冲水测试失败。（如图4）

（3）接线盒盒体塑料与太阳能组件密封胶在老化预处理测试后，粘合性失效（如图5）。

（4）密封螺母材质选择不当：接线盒在老化预处理测试后，密封螺母发生断裂，也是造成接线盒防冲水失败的原因。

2．接线盒湿热试验

湿热试验对于接线盒来说是一个相当严酷的环境试验，接线盒湿热试验失败的主要现象有以下几种：

⑴、湿热试验后接线盒盒体碎裂失效；

⑵、湿热试验后接线盒盒体和盒盖密封变形；

⑶、湿热试验后接线盒与背板脱落；

⑷、湿热试验后电气连接不可靠；

⑸、湿热试验后接线盒电缆的抗拉扭性能减小，爬电距离、电气间隙减小

(6)、其他现象。

图6湿热试验后接线盒变形图7湿热试验后接线盒与背板脱落湿热试验失败可能的原因大致有以下几点：

（1）、盒体PPO材料的选择不当或用料不纯；

（2）、密封螺母开裂导致在湿热之后电缆的抗拉扭性能削弱，或者直接开裂；

（3）、接线盒盒体与硅胶不匹配，长时间高温高湿后接线盒与硅胶脱落；

（4）、其他原因。

3、接线盒盒体灼热丝测试

接线盒盒体750℃灼热丝测试，是接线盒生产商选用接线盒材质的重要测试项目，也是接线盒认证测试中较易失败的项目之一。测试中，根据盒体材料从开始燃烧到火焰熄灭的时间长短，判定该接线盒是否能适合今后在户外使用。

其主要试验过程如下图所示：

根据图9、10、11所示，接线盒支撑带电体部分在进行750°C灼热丝测试时，火焰熄灭时间Te为44.92s，不符合接线盒标准中灼热丝测试的要求。测试失败的主要原因是，接线盒材质无法承受灼热丝元件在短时间内所造成的热应力，不符合灼热丝测试的要求（没有火焰或是火焰可以在30s内自动熄灭）。

4.接线盒常规测试其他失败项（部分）

（1）、工频耐压测试失败，见图12所示。其失败原因主要为爬电距离/电气间隙不足、环境试验之后绝缘性能受到损害(由于材料方面的原因)。

（2）、接线盒带电部件抗腐蚀强度不足，其原因为金属件铜质选型和表面处理不当。

三、光伏组件接线盒质量改进建议

作为光伏组件的配套产品，接线盒所占成本不及电池成本十分之一，但却是决定光伏组件最终能否正常工作的重要部件。在此，笔者提出接线盒质量改进的几点建议：

1、将盒体、盒盖分体，由密封圈密封的设计，改进为盒体、盒盖压接一体式密封处理，加强整个接线盒结构密封性和密封强度。

2、根据目前组件认证、制造、使用的需要，建议接线盒内预留扩展连接座；装配不同规格的二极管可以随时改变接线盒的最大工作电流；根据组件生产工艺在接线盒装配中保留密封胶和灌封胶两种安装方式。

3、考虑在接线盒盒盖设置导气阀以导出盒体内部热量，或在接线盒内部采用薄片状金属端子，增加散热片，以达到降温的作用。

4、通过系列测试，研究不同类型硅胶和不同材质背板材料的相互匹配性，为光伏组件制造商提供接线盒安装、使用、匹配的整套解决方案。

http://www.solarzoom.com/article-15506-4.html

1839年，法国贝克勒尔第一次发现，在光照条件下，某些固体系统的两端具有电压，用导线将两端连接起来后，有电流输出，这就是光生伏特效应（photovoltaics，简称PV）。1954年,贝尔实验室Chapin等人开发出效率为6％的单晶硅太阳电池，现代硅太阳电池时代从此开始。

二、光伏发电的优点

与常用的火力发电系统相比，太阳能光伏发电的优点主要体现在：

1、太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。只要在全球4%的沙漠安装太阳能就可以满足全球需要。

2、太阳能资源随处可得，可就近供电。就地产生，就地消纳，使用方便灵活，能源质量高，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失，同时也节省了输电成本。

3、太阳能光伏发电的能量转换过程简单，全部采用电子元器件构成，是直接从光子到电子的转换，没有中间过程，不存在机械磨损。所以光伏发电设备极为精炼,可靠稳定寿命长、安装维护简便。

4、太阳能光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其他废气在内的任何物质，不污染空气，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

5、太阳能光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势，可以起到良好的建筑节能作用。

6、太阳能光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行稳定可靠。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。不用燃料，运行成本很低。

7、太阳能光伏发电工作性能稳定可靠，使用寿命25年以上。

8、太阳能电池组件结构简单，体积小，重量轻，便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短，而用根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容，避免浪费。

9、使用者从感情上容易接受，可提升业主品牌形象。在欧美安装光伏发电系统已成为时尚潮流和上层人士体现身份的象征。

三、并网光伏系统原理

光伏组件的直流电经过并网逆变器转换成日常使用的交流电，直接与公共电网相连接，光伏电能既可以被用户负载使用，多余的可以直接上网销售。