PID效应的成因及抑制方法
PID效应(Potential Induced Degradation)中文全称为电势诱【yòu】导衰减。PID对组件的直【zhí】接危害是大量电荷聚集【jí】在【zài】电池片【piàn】表面，使电【diàn】池【chí】表面【miàn】钝化效果加剧，从【cóng】而导致【zhì】电【diàn】池片的填【tián】充【chōng】因子、开路电压及【jí】短路电流降低，电池组件功率衰减，衰减程度可达50%
组件发生PID衰减EL成像图对比
关于PID效应成因，目【mù】前光伏行业比【bǐ】较认可的【de】说法是：随着【zhe】光【guāng】伏系统大规模【mó】应用，系统电压越来【lái】愈高。电池组件往【wǎng】往9-21块串【chuàn】联才能达到逆变器的MPPT工作【zuò】电压，这【zhè】就导致了很高的开路【lù】电【diàn】压【yā】和工【gōng】作电【diàn】压。
以【yǐ】STC环【huán】境下450W的【de】72片电池组件为例，20串电【diàn】池组件的开路【lù】电压高达1000V，工作电【diàn】压高达800V。由于光伏电站需要配【pèi】套防雷接地【dì】工程，一【yī】般组件的铝合金边【biān】框【kuàng】都要求接地，电池片和【hé】铝框之间就【jiù】会【huì】形成【chéng】接近1000V的直【zhí】流高压，造成电路与金属【shǔ】接地边框存在电压偏置。
组件发生PID效应的机理
另外一个成因是组件封装。光伏组件封装【zhuāng】工艺不能保证百分【fèn】百绝缘【yuán】，在长期【qī】使用过程中，容易造成【chéng】漏【lòu】电，使PN结中的电子【zǐ】损失的越来越多，导电性能越【yuè】来越差，最终导致电池组件【jiàn】的发电性能【néng】下降。 今天，我们【men】将【jiāng】从组件端和逆变器端【duān】两方【fāng】面来解读如何【hé】预【yù】防和修复PID现象【xiàng】。
组件端
光伏组件【jiàn】出【chū】厂前【qián】进行PID测【cè】试，PID的【de】测试标【biāo】准是根据IEC62804光伏组件性能测试【shì】标准、IEC61215、IEC61730光伏组件安【ān】全测试标准结【jié】合而【ér】成，能够很好地预判光伏组【zǔ】件在使【shǐ】用过程中是【shì】否会发生【shēng】PID效应。客户在购买光伏组【zǔ】件时，也【yě】可以让【ràng】厂家提供相应的【de】PID测试报告【gào】。
逆变器端
逆变器应对PID效应有以下三种方案：
方案1：采用负极接地方法，消除组件负极对地的负压
这种方案适用于隔离型光伏逆变器，包括【kuò】高频隔【gé】离型【xíng】逆变器【qì】和工频隔【gé】离型逆【nì】变器【qì】，负极接地后，消除了组件对地的负压，能【néng】有效抑制PID现象。而针对非【fēi】隔离型光伏逆变器，则需要外【wài】加隔离【lí】变压器之后才能实现负极【jí】接地。
负极接地方案示意图
方案2：采用虚拟中性点接地方案，消除组件负极对地的负压
这种【zhǒng】方案适用于由多台【tái】组串式光【guāng】伏逆变器构成的集中【zhōng】式光伏电站，通过抬【tái】升虚拟中性点的电位，使各【gè】台逆变器的组串【chuàn】负极对【duì】地电压接【jiē】近为0电位以实现【xiàn】PID抑制【zhì】功能。
虚拟中性点接地方案示意图
方案3：采用正向偏置电压方案，修复PID效应
这种方案适用于由单台或多台组串式光伏逆变器构成的分布式光伏电站【zhàn】，采【cǎi】用逆变器【qì】内置【zhì】或【huò】外置【zhì】防PID修【xiū】复功能模块，该模块【kuài】由交流侧供电，在【zài】光伏组串正负极加正向偏置电压【yā】，修复PID效应，可提供自动模式，夜间模式和连续模式三种【zhǒng】输【shū】出方【fāng】式，一般默认为自动模式输出【chū】，自动【dòng】模式输【shū】出为系统最高电压【yā】。
外置PID修复功能模块示意图
目前PID效【xiào】应已经是行业【yè】内公认对光伏【fú】组件【jiàn】功率影响的重要因素【sù】，尤其是面对如高温、高湿等复杂环境时【shí】，光伏组件的PID效应还会【huì】加【jiā】剧。因此在组件端，我们可以采用耐候性【xìng】更好的原辅材【cái】料进行封【fēng】装【zhuāng】，增【zēng】加外部电路与内部电池的绝缘电阻，降低漏【lòu】电流现【xiàn】象【xiàng】;另外无边【biān】框组件在实验【yàn】中相较于有【yǒu】边【biān】框组件，有较【jiào】好的抗PID特性，因此边框也是我们研究PID的重【chóng】要因素。在逆变器端【duān】，可采用虚拟接地方案，或选【xuǎn】配内置【zhì】或外置防PID功能【néng】模块来解决PID效【xiào】应【yīng】。 通【tōng】过以上方案【àn】，虽【suī】然不【bú】能达【dá】到完【wán】全避免PID效应的效果，但可【kě】以把因PID效应造【zào】成的损失降到最低【dī】。
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