光伏组件作为光伏发电系统中的核心组成部分,质量问题重点影响着电站系统效率,其中,热斑效应和PID效应对光伏组件功率的影响尤其突出,不容忽视。

热斑效应

热斑效应是指在一定条件下,串【chuàn】联支【zhī】路中被遮【zhē】蔽的光伏【fú】组件【jiàn】将当做【zuò】负载,消【xiāo】耗【hào】其他被光照的电池组件所产【chǎn】生的能量,被遮挡的光伏电池【chí】组件此【cǐ】时将会发热的现象【xiàng】。

被遮挡的光伏组件、将【jiāng】会消耗【hào】有光照【zhào】的光伏组【zǔ】件所【suǒ】产生的部分【fèn】能量或所有能【néng】量,降低输【shū】出功率;严重将会永久性破【pò】坏光伏【fú】组件、甚至烧【shāo】毁组件。

产生的原因

1.造成热斑效【xiào】应的根源【yuán】是有【yǒu】个别坏电池的混入、电极焊片虚焊、电【diàn】池【chí】由裂纹【wén】演变为破碎【suì】、个别电池特性变坏、电池局【jú】部受到【dào】阴影遮挡【dǎng】等【děng】。

2.由于局部阴影的【de】存在,光伏组件【jiàn】中某些【xiē】电池单片的电流、电压发生【shēng】了变化。其结果使电池组件局【jú】部【bù】电流与电压【yā】之积增【zēng】大,从而在这些电池【chí】组件上【shàng】产生了【le】局部【bù】温升。

防护措施

在光伏【fú】电池组件的【de】正负极间并联一个旁路二极【jí】管,以增加方【fāng】阵的可靠性。通常【cháng】情况下,旁路二极管【guǎn】处于反偏压,不影响组【zǔ】件正常工作。其【qí】原理是当一个电池被遮挡时,其他电池促其反【fǎn】偏【piān】成为大电阻,此时二极【jí】管导通【tōng】,总电【diàn】池中超过被遮电池光【guāng】生【shēng】电流的部分被二【èr】极管【guǎn】分流【liú】,从【cóng】而避免被【bèi】遮【zhē】电池过热损坏【huài】。以避免光照组件所【suǒ】产生的【de】能【néng】量被受遮蔽的组件【jiàn】所消耗【hào】。

PID效应

电位诱发衰【shuāi】减【jiǎn】效应(PID,PotentialInducedDegradation)是电池组件长期在高电压作用下,使玻璃【lí】、封装【zhuāng】材【cái】料之间存在漏电流【liú】,大【dà】量【liàng】电【diàn】荷狙击在电池片【piàn】表面,使得电池表面的钝化效果恶【è】化,导致【zhì】组件【jiàn】性能低【dī】于设计标【biāo】准。PID现象严重时,会引起一块光伏【fú】组件功率衰减50%以【yǐ】上,从而影响整个组串的功率【lǜ】输出【chū】。高温【wēn】、高【gāo】湿、高盐【yán】碱的沿海地【dì】区最易发生PID现象。

产生的原因

1.系统设计原因:光伏电站的防雷接地是【shì】通过将【jiāng】方阵边【biān】缘的组件边框【kuàng】接地实【shí】现的,这就造成【chéng】在单个组件和边框之间形成偏【piān】压,组件所处偏压越高【gāo】则发生PID现象越严重。对【duì】于P型晶硅组件,通【tōng】过有【yǒu】变压【yā】器的【de】逆变器负极接地【dì】,消除组件边框相对于电池片【piàn】的正向偏【piān】压会有效【xiào】的预防PID现象的发生【shēng】,但【dàn】逆变器负极接地会【huì】增加相应【yīng】的【de】系统建【jiàn】设成本;

2.光伏组件原因:高温【wēn】、高【gāo】湿的【de】外界环境使得电【diàn】池片【piàn】和【hé】接地边【biān】框之间【jiān】形成漏【lòu】电【diàn】流,封【fēng】装材料、背板、玻璃【lí】和边框之间【jiān】形成了【le】漏电【diàn】流通道。通过使【shǐ】用改变绝【jué】缘胶【jiāo】膜乙烯醋酸乙【yǐ】烯酯(EVA)是实现组件抗PID的【de】方【fāng】式之一,在使用不同EVA封装胶【jiāo】膜【mó】条件下,组件的【de】抗PID性【xìng】能会存在差异。另外,光伏组件中的【de】玻璃主要为钙钠玻璃,玻璃对光伏组件的PID现象的影响至今【jīn】尚不明确;

3.电池片原因:电【diàn】池片方块电阻的【de】均匀【yún】性、减反射层的厚度【dù】和折射率等对PID性能都【dōu】有着不同【tóng】的【de】影响。

抑制PID效应的措施

1.从组件侧考虑

1)采用非【fēi】Na、Ca玻璃提高【gāo】玻璃的体电阻,阻【zǔ】断【duàn】漏电流通路的形成【chéng】;

2)采用非乙烯—醋酸乙烯共聚物的封装材料。

特点:从材料上抑制PID效应,安全、可靠【kào】,但【dàn】非Na、Ca玻璃的成本【běn】高昂【áng】。另外新材【cái】料的稳定性问题【tí】也是未知数【shù】,目前【qián】无【wú】法【fǎ】推广应用。

2.从逆变器侧考虑

采用组件负极接地的方式,防止负偏压造成的漏电流形成。

特点:处置方案简便、成本低、效果显著,但负极直接接地会造成安【ān】全隐患【huàn】,威胁电站的正常运【yùn】行和运维安【ān】全。逆变【biàn】器负极接地【dì】后【hòu】,若发生组件正极接地故障则会【huì】造成【chéng】电池【chí】板短【duǎn】路【lù】,而运维人员【yuán】如若接触到正极则会【huì】发生【shēng】电击危【wēi】险,所【suǒ】以负极【jí】接地【dì】电路必【bì】须具有异常电流监测【cè】及分断保护系统,方可在抑制PID效应的同时保障电站设备的【de】运行安全。

来源:索比光伏网