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海上光伏批量并网:盐雾、密封、浪溅,组件要过的三道“生死劫” ​

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导读

海上光伏正从示范走向批量并网,组件面对的不再是陆地上的“风吹日晒”,而是高盐雾、高湿度和浪溅动载的长期叠加。本文从三个最容易出问题的部位切入:铝边框的镀层与电偶腐蚀、接线盒与连接器的IP68密封老化、浪溅区的动态机械载荷,并讲清“盐雾8级”“湿漏电”这些参数背后的真实含义,帮助大家看懂一块海上组件到底要过哪几关。

过去两年,海上光伏从“示范项目”变成了“批量并网”。山东招远400MW桩基固定式项目全容量投运,山东东营垦利100万千瓦项目全容量并网,福建宁德200MW项目今年7月全容量并网。组件真正“下海”之后,大家开始发现:在海上,最先出问题的往往不是电池片,而是边框、接线盒和连接器这些“外围零件”。今天我们就聊聊海上组件必须过的三道关:盐雾腐蚀、湿漏电与密封、浪溅区动态载荷。

01从“示范”到“批量”:海上到底比陆地狠在哪 ​

先看几个最新进展。2025年5月27日,中广核烟台招远400MW项目全容量并网,这是国内首个桩基固定式海上光伏项目,场区离岸2~6.2公里,水深8.5~11米,4400多根管桩支撑着约76万块N型异质结双面双玻组件。2025年12月,山东东营垦利100万千瓦海上光伏项目全容量并网,由2934个海上光伏平台组成,是我国首个百万千瓦级海上光伏项目,预计年发电约17.8亿千瓦时。2026年7月31日,中广核宁德200MW“核光同场”项目全容量并网,采用大直径高性能混凝土管桩,预计年均上网电量约3亿千瓦时;同年1月,中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目的220kV送出线路建成投运。规模上去了,问题也会被放大:一个可靠性缺陷,乘上几十万块组件,就是一笔巨大的运维账。

海上环境,行业里常概括为“三高三强”:高温、高湿、高盐雾,强风、强浪、强降水。对组件来说,这几个因素不是单独起作用,而是互相“接力”:盐雾提供电解质,高湿让表面长期处于潮湿状态,温度把化学反应速度往上推,风浪再把已经变脆的材料反复掰弯。

图1 海上光伏的环境分区与组件风险点

图1 海上光伏的环境分区与组件风险点(示意)

从腐蚀分区看,海上结构一般分为海洋大气区、浪溅区、潮差区和全浸区。光伏组件位于大气区,但桩基固定式项目的组件离水面只有几米,遇到大风浪时下沿会进入浪溅影响范围。浪溅区是公认腐蚀最严重的区域:干湿交替频繁、含氧充足、盐分不断补充和浓缩。

小结

海上组件的难点不在“单一应力有多大”,而在“盐、湿、热、力长期叠加”。所以只看一张盐雾证书,远远不够。

02“抗盐雾8级”到底是什么意思 ​

很多海上组件宣传里都会写“通过盐雾8级”。这里有个容易误解的地方:现在说的“8级”,其实指的是IEC 60068-2-52里的“试验方法8”,而不是“第8个严酷等级”。

组件的盐雾测试标准是IEC 61701,它本身不规定喷雾参数,而是引用IEC 60068-2-52。老版本里叫“严酷等级(Severity)1~6”,其中等级6是8个周期、共56天,曾被称为“行业最严”。2017年IEC 60068-2-52改版,把“严酷等级”改成了“试验方法”,并新增了方法7和方法8;IEC 61701:2020随后更新,在附录A里给出了不同腐蚀环境该选哪个方法的指引。

对比项方法6(原等级6)方法7 / 方法8
循环结构盐雾2h + 湿热22h,重复4次,再在标准大气中放置3天(1个循环7天)盐雾35 °C 2h → 干燥60 °C、≤30%RH 4h → 湿润50 °C、≥95%RH 2h,约8h一个循环
时长8个循环,共56天3~180个循环可选(约1~60天)
特点长时间湿热,以“泡”为主干湿交替频繁,更接近真实海洋大气
盐溶液中性NaCl溶液方法7为中性;方法8用冰醋酸调pH的酸化盐溶液
对应腐蚀等级C5(高腐蚀海洋环境)CX(海上极端环境)

表1 IEC 60068-2-52 方法6与方法7/8对比

方法7和方法8的关键变化是加入了干燥阶段。别小看这一步:盐溶液在干燥时会浓缩、结晶,再次受潮时又溶解,局部氯离子浓度远高于原始溶液。这正是海上真实发生的过程:白天晒干、夜里凝露、浪花再补一层盐。方法8在此基础上用酸化溶液,进一步加速对金属镀层和密封界面的攻击。

图2 盐雾试验方法6与方法8的循环结构对比

图2 盐雾试验方法6与方法8的循环结构对比(示意)

按IEC 61701:2020附录A的思路,离海2公里内、湿润时间占比高的位置对应C5,海上离岸场景对应CX,后者建议用方法7或方法8。也就是说,“盐雾8级”是海上项目的门槛,不是加分项。

  • 看方法号,不要只看“通过”二字:方法1和方法8是两个量级的考验。
  • 看样品状态,是否带边框、接线盒、连接器和安装螺栓一起测,结果差别很大。
  • 看判定项,除了功率衰减,更要看试后湿漏电、绝缘耐压和外观腐蚀情况。
  • 看循环数,方法7/8的循环数从3到180不等,同样叫“方法8”,测了多少个循环要问清楚。

03铝边框:镀层顶住了,螺栓孔却先烂了 ​

组件边框一般是6063铝合金,表面做阳极氧化或涂层保护。阳极氧化膜本身是很好的屏障,但在高氯离子环境下,膜的厚度和封孔质量直接决定寿命。海上组件通常要求氧化膜厚度达到AA15级(≥15μm),比常规陆地组件更厚。

但真正的薄弱点往往不在边框大面,而在安装孔和螺栓连接处。铝边框、钢制螺栓、镀锌支架三种金属挨在一起,海水盐膜就是现成的电解液,于是形成电偶电池:电位更负的铝成为阳极被优先腐蚀。安装孔边缘本来就是切削面、氧化膜不完整,再被螺栓压伤,就成了腐蚀的起点。

图3 铝边框—钢螺栓—镀锌支架连接处的电偶腐蚀示意

图3 铝边框—钢螺栓—镀锌支架连接处的电偶腐蚀示意

有厂家在带螺栓安装的状态下做了交变盐雾方法8测试,发现安装孔附近出现脆化、安装强度下降;某渔光互补项目运行8年后也出现了同样的现象。这说明实验室结果和户外表现是对得上的。

  • 边框侧:提高氧化膜厚度与封孔质量,安装孔做好去毛刺和二次防护。
  • 紧固件侧:选用达克罗等绝缘涂层螺栓,或加绝缘垫片,切断电偶回路。
  • 安装后:连接部位补漆或涂防护胶,避免切口和压伤处裸露。
小结

海上组件的边框问题,本质是“系统问题”:只把边框做得再好,螺栓和支架没跟上,腐蚀照样从连接处开始。

04接线盒与连接器:IP68不等于“永远不进水” ​

接线盒和连接器是组件唯一的“电气出口”,也是海上最容易出问题的地方。有研究在梳理海洋环境失效时指出,连接器、线缆等金属部件如果密封不到位,会率先被腐蚀。问题在于,很多人以为“IP68”就是万无一失。

IP68是一个出厂时、新品状态下的防护等级,测的是短时间浸水不进水。但海上组件要面对的是25~30年的长期考验,其中最隐蔽的是“呼吸效应”:白天接线盒内部温度升高、气压变大,晚上降温收缩形成负压,把外面潮湿含盐的空气一点点“吸”进去。日复一日,密封圈在紫外、臭氧、盐和温度循环下逐渐硬化、压缩永久变形,密封力下降,“吸”进去的水汽就越来越多。

图4 接线盒与连接器的主要进水路径与“呼吸效应”示意

图4 接线盒与连接器的主要进水路径与“呼吸效应”示意

水汽进去之后会发生什么?一是金属端子和汇流带腐蚀,接触电阻升高,局部发热,严重时烧毁;二是绝缘下降,组件对地漏电流增大,触发逆变器绝缘阻抗告警甚至停机。这就是为什么海上组件除了做盐雾,还要特别关注湿漏电测试。

IEC 61215中的湿漏电测试(MQT 15),是把组件浸入导电溶液,在系统电压下测量绝缘电阻,面积大于0.1m²的组件要求绝缘电阻与面积的乘积不低于40MΩ·m²。对海上组件来说,更有意义的是“老化后的湿漏电”:盐雾、湿热、浸水循环做完之后,绝缘还能不能守住。部分厂家已经推出了加压浸没与温度循环相结合的测试,专门评估组件在海水环境中浸泡后的湿漏电和绝缘表现。

  • 连接器:本体达到IP68和抗盐雾方法8,并加装保护罩做“双重防护”。
  • 防尘塞:安装期间未插接的连接器必须戴防尘塞,防止早晚凝露水汽进入插接部位。
  • 线缆:选用双层绝缘防水线缆,长度匹配,避免随浪晃动被反复拉扯。
  • 同型号插接:不同品牌连接器混插,是陆地电站的老问题,到了海上会被成倍放大。
小结

IP68解决的是“新的时候进不进水”,海上真正要问的是“老了以后还密不密封”。密封圈材料和长期老化数据,比一个IP等级更重要。

05浪溅区动态载荷:盐雾之外的“慢性疲劳” ​

第三道关是机械载荷。海上风大,阵风是动态的;桩基固定式项目遇上大浪,浪花和水汽还会冲击组件下沿。即使没有直接拍打,持续的风致振动也会让组件、边框和螺栓经历成千上万次的“小幅弯折”。

标准里的动态机械载荷测试(DML),通常是±1000Pa循环1000次,用来检验电池片隐裂会不会在循环中扩展。海上项目普遍会加严:有厂家给出的加严条件是1500Pa、20000次,并做了60m/s风洞测试和230万次激振测试。循环次数提高一个数量级以上,考验的就不只是电池片,而是边框角码、胶层和螺栓预紧力的疲劳寿命。

更要警惕的是“腐蚀+疲劳”的耦合:被盐雾削弱的安装孔、被振动松动的螺栓、被反复拉扯的线缆端子,三者会互相加速。螺栓一旦松动,组件振幅变大,连接处磨损破坏氧化膜,腐蚀又进一步加快。所以海上项目常建议使用防松螺栓,并在台风、风暴潮后加密巡检。

  • 安装高度:桩基固定式项目组件下沿应高于当地30~50年一遇的极限浪高,从源头避开浪溅直击。
  • 边框结构:适当增加壁厚、优化压块和螺栓位置,减小力臂,提升抗风揭能力。
  • 防松设计:使用防松螺栓并按手册扭矩安装,避免振动导致扭矩衰减。
一句话结论

海上组件的可靠性,不是某一项测试过没过,而是“盐雾+湿漏电+动态载荷”按顺序叠加之后,还能不能站得住。

06写在最后 ​

海上光伏批量并网,是光伏行业的一次“压力测试”。陆地上被认为“够用”的设计余量,到了海上可能刚好不够。我们的看法是:海上组件拼的不是单项指标,而是系统的耐久性:边框和螺栓要一起设计,接线盒和连接器要看老化后的数据,载荷测试要和腐蚀测试串起来做。

对业主和设计院来说,选型时不妨多问三个问题:盐雾测的是哪个方法、多少个循环、带不带安装件;湿漏电是新品数据还是老化后数据;动态载荷做了多少次循环。这三个问题问清楚了,海上组件的“生死劫”才算真正心里有数。

后续我们会继续围绕接线盒密封材料、连接器失效分析等话题展开。你在海上或沿海项目中遇到过哪些问题?欢迎与我们交流。

参考资料

  1. 澎湃新闻.海上光伏规模化发展提速,中广核烟台招远400兆瓦项目并网发电.2025-05-27
  2. 快科技.全球最大!我国首个百万千瓦级海上光伏项目全容量并网(山东东营垦利).2025-12-27
  3. 科技日报.中广核宁德200兆瓦海上光伏项目全容量并网发电.2026-07-31
  4. 新华网.全国最大海上光伏项目送出线路工程建成投运(中核田湾200万千瓦滩涂光伏示范项目).2026-01-29
  5. IEC 61701:2020 Photovoltaic (PV) modules – Salt mist corrosion testing
  6. IEC 60068-2-52:2017 Environmental testing – Test Kb: Salt mist, cyclic (sodium chloride solution);Ascott Analytical. IEC 60068-2-52 Test Methodology
  7. IEC 61215-2 Terrestrial PV modules – Design qualification and type approval – Part 2: Test procedures(MQT 15 / MQT 20)
  8. 天合光能.海上光伏组件白皮书(20260205V1)
  9. 何大娟,韩雪,杨雪珊,等.海上光伏组件的设计及可靠性研究[J].太阳能学报,2025,46(9):564-570
  10. 正泰新能.ASTRO N海光组件及PIT测试介绍.2025-11
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