众所周知,光伏组件的衰减对于【yú】系统的发电量有着重要【yào】影响,根据国家规定:单晶硅组件【jiàn】首【shǒu】年衰【shuāi】减不超【chāo】过3%,多晶硅组件【jiàn】首【shǒu】年衰减不超【chāo】过2.5%,以【yǐ】后每年不超【chāo】过0.7%。组件【jiàn】的衰减主要分【fèn】为:光致衰减【jiǎn】、老化衰减与PID电【diàn】势【shì】能诱导衰减。

什么是PID效应?

PID的英文【wén】全称是【shì】:Potential Induced Degradation,即电势诱导衰【shuāi】减【jiǎn】。

Sun Power公司于2005年最先发【fā】现【xiàn】PID效应时提【tí】出【chū】: 组件【jiàn】串联后【hòu】可形成【chéng】较高【gāo】的系统电压(以美国为【wéi】代表的600V,以欧洲为代表的1000V),组件长期在【zài】高电压工作【zuò】,在【zài】盖板玻璃、封【fēng】装材料、边【biān】框【kuàng】之间存在漏电流【liú】,大量电荷聚集在电【diàn】池片表【biǎo】面【miàn】,使【shǐ】得电池片表面的钝化效果恶化,导致填充因子(FF)、短路电流(Isc)、开路电压(Voc)降低【dī】,使组件性能低【dī】于设计【jì】标准。

PID效应的成因

电池组件在封装的层【céng】压过程【chéng】中【zhōng】,分【fèn】为5层【céng】。从外到内【nèi】为:玻璃、EVA、电【diàn】池片、EVA、背【bèi】板。由【yóu】于EVA材料不可能做到【dào】100%的【de】绝缘,特别是在潮湿环境下【xià】水【shuǐ】气通【tōng】过作为封边用途的硅胶或背板进入组件内部。EVA的【de】酯【zhǐ】键在遇到【dào】水后按下【xià】面的过程发生分解,产生【shēng】可以自由移【yí】动的醋酸。醋酸和【hé】玻璃【lí】表面碱反应后【hòu】,产生了钠离子。以STC环境下300WP的72片电池【chí】组件为例,20串【chuàn】电池【chí】组【zǔ】件的开【kāi】路【lù】电压高达860V,工【gōng】作【zuò】电压为720V。由于防雷工【gōng】程的需要,一般组件的铝合金边【biān】框【kuàng】都要【yào】求接地,这样【yàng】在电池片和【hé】铝框之间就形成了接近1000V的直流高压。钠离【lí】子【zǐ】在外【wài】加电场【chǎng】的作用下向电池片表面移动并富集到减反【fǎn】层而导致PID现象的产【chǎn】生。

PID效应最容易出现【xiàn】在潮湿的环境条【tiáo】件下,且该现象【xiàng】活【huó】跃程度与温度【dù】、潮湿程度正【zhèng】相关;同时衰减【jiǎn】现象与组件表面被导电性【xìng】、酸性、碱性【xìng】以及带有离子【zǐ】的物体污【wū】染有关【guān】。


PID效应的影响

PID现象【xiàng】严重时,会【huì】引起一块组件功率衰减50%以上,从而影响整个组【zǔ】串【chuàn】的【de】功率输【shū】出。

下表为组件PID效【xiào】应测试前【qián】后【hòu】的参【cān】数及【jí】I-V曲线【xiàn】对比【1】,通【tōng】过对比明显可以【yǐ】看出PID效应对太阳能电池组件的输出功率影响巨大,是光伏电站发电量的“恐怖杀手”。


功率对照表:


V曲线(PID效应测【cè】试前【qián】)I—V曲线【xiàn】(PID效应测试后【hòu】)

微型逆变器解决方案

光伏系统中往往是十几块光【guāng】伏组件串【chuàn】联,光伏【fú】板【bǎn】电压【yā】的累加会形成600V~1000V左【zuǒ】右的直流高压,高电【diàn】压的存在是诱发PID效应的一大【dà】因素。因此,降低【dī】系统电【diàn】压是削【xuē】弱PID效【xiào】应的一大方法之一。

在【zài】使【shǐ】用微型【xíng】逆变器的【de】系统中,系统中【zhōng】每块组件均为并【bìng】联关系,无【wú】直流电压的累【lèi】加,只有【yǒu】40V~60V的直流【liú】电【diàn】压存在,在盖板玻璃【lí】、封装材料、边【biān】框之间,电荷的极【jí】化现象将【jiāng】大大减小【xiǎo】,产生的PID效应基本可以忽略【luè】。


另【lìng】外,微型逆【nì】变器系统中,具有独立的最大功率点追踪(MPPT)功能【néng】,系统没有 ‘短板【bǎn】’效应。当【dāng】阵【zhèn】列中的【de】不同组件因【yīn】PID效应衰减程度不同时,系统中【zhōng】其他【tā】组【zǔ】件发电量不会受到其【qí】他【tā】组件的影响,运行【háng】独立,削弱【ruò】PID效应的影响,保障系统发电量。


*以上部分内容来源于网络