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【yī】定条件下,串联支路中【zhōng】被遮蔽的光伏组件【jiàn】将【jiāng】当【dāng】做【zuò】负【fù】载,消【xiāo】耗其他被光【guāng】照的电池组件【jiàn】所产【chǎn】生的能量,被遮挡【dǎng】的光伏电池组件此【cǐ】时将会发热的现象。

被遮【zhē】挡的光【guāng】伏组件、将会消【xiāo】耗有光【guāng】照【zhào】的光伏【fú】组件所产生的部分能量或所有【yǒu】能【néng】量,降【jiàng】低输出功率;严重将会【huì】永久性破坏光伏组件、甚至烧毁组件【jiàn】。

产生的原因

1.造成【chéng】热斑效应的根【gēn】源是【shì】有【yǒu】个别【bié】坏电池的混【hún】入、电极焊片虚【xū】焊、电池【chí】由裂【liè】纹【wén】演变为破碎、个别电池【chí】特性变坏、电池局部受到阴影遮挡等。

2.由于局部阴影的【de】存在,光伏组件中【zhōng】某些电池单片的电【diàn】流、电压发生了变化。其结果使【shǐ】电池【chí】组件局部电流与【yǔ】电压之【zhī】积增大,从而【ér】在这【zhè】些电【diàn】池组件【jiàn】上【shàng】产生了局【jú】部温升。

防护措施

在光伏电池组件【jiàn】的正负极【jí】间并联一个旁路二极【jí】管,以增加方阵的可靠性。通常情况下,旁【páng】路二极【jí】管处于【yú】反偏压【yā】,不影【yǐng】响【xiǎng】组件正常工作。其原理是【shì】当一个【gè】电池被遮挡时【shí】,其他电【diàn】池促其反偏成为大电阻【zǔ】,此时二极管【guǎn】导通,总电池中【zhōng】超过被遮电池光生电流的部分【fèn】被二极【jí】管【guǎn】分【fèn】流【liú】,从【cóng】而避免被遮电池过热损坏。以避免【miǎn】光【guāng】照组件所产生的能量【liàng】被受遮蔽的组件所消耗。

PID效应

电【diàn】位诱发衰减【jiǎn】效【xiào】应(PID,PotentialInducedDegradation)是电【diàn】池组件长期【qī】在【zài】高【gāo】电压作用下,使玻璃、封装材料之间【jiān】存在漏电流,大量电荷狙击在电池片表面,使【shǐ】得电【diàn】池表【biǎo】面【miàn】的钝化效果恶【è】化,导致组【zǔ】件性【xìng】能低于设计标准【zhǔn】。PID现象严重时【shí】,会引起【qǐ】一块光伏组件功率衰减50%以上,从而影响【xiǎng】整个组串的功率输出。高温、高湿、高盐碱的沿海地区【qū】最易发生PID现象。

产生的原因

1.系统设计原因:光伏电站的【de】防雷接地是【shì】通过将方阵边缘的组【zǔ】件边框接地【dì】实现【xiàn】的,这【zhè】就造成【chéng】在单【dān】个组件和边框【kuàng】之间形成偏压,组件所处偏压越高则发生【shēng】PID现【xiàn】象越【yuè】严重。对于P型【xíng】晶硅组件【jiàn】,通过有变压器的逆变器负【fù】极接地,消除组件边框相对于电【diàn】池片【piàn】的正【zhèng】向偏压会有效的【de】预防PID现象的发生,但逆变器负【fù】极接地会增加相应的【de】系统建设成本;

2.光伏组件原因:高温、高湿的【de】外界环境使【shǐ】得【dé】电池片和【hé】接地边框【kuàng】之间形【xíng】成漏电流,封【fēng】装材料、背板、玻璃和边【biān】框之【zhī】间形【xíng】成【chéng】了漏电流【liú】通【tōng】道。通过使【shǐ】用改变绝缘胶膜乙烯醋酸乙烯酯(EVA)是【shì】实现组件抗【kàng】PID的方式之一【yī】,在使【shǐ】用【yòng】不同EVA封装胶【jiāo】膜条【tiáo】件下【xià】,组件的抗PID性能会存在差异。另外,光伏组件中的【de】玻璃主要为钙钠玻璃【lí】,玻【bō】璃【lí】对光伏组件的【de】PID现象的影响至今尚不明确;

3.电池片原因:电池片方块【kuài】电阻【zǔ】的均【jun1】匀性、减反射层的厚度【dù】和折射率等对【duì】PID性能都有着不【bú】同【tóng】的影响。

抑制PID效应的措施

1.从组件侧考虑

1)采用【yòng】非【fēi】Na、Ca玻璃提高玻璃的【de】体电【diàn】阻,阻断漏电流通路的形成;

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【quán】、可靠,但非【fēi】Na、Ca玻璃的成本高昂。另【lìng】外【wài】新材料的稳定性【xìng】问题【tí】也是未【wèi】知数【shù】,目前无法【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【jiǎn】便、成本【běn】低、效【xiào】果显著,但负极直接【jiē】接地会【huì】造成安全隐【yǐn】患,威胁电站的正常运行和运【yùn】维安全。逆变器负极【jí】接地【dì】后,若发生组件正极接地故障则会造成电池板短路,而【ér】运维【wéi】人员如若接触到正极则会发生电【diàn】击【jī】危险,所【suǒ】以【yǐ】负极接地电路必须具有【yǒu】异常电【diàn】流监测及分断保护【hù】系统,方可在【zài】抑制PID效应的同【tóng】时保障电【diàn】站设【shè】备【bèi】的运【yùn】行【háng】安全。

来源:索比光伏网