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对于光伏组件,这两个效应你不可忽视!

文章出处: 人气:发表时间:2017-12-19 13:07:18

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,串联支路中被遮蔽的光伏组件将当做负载,消耗其他被光照的电池组件所产生的能量,被遮挡的光伏电池组件此时将会发热的现象。

被遮挡的光伏组件、将会消耗有光照的光伏组件所产生的部分能量或所有能量,降低输出功率;严重将会永久性破坏光伏组件、甚至烧毁组件。

产生的原因

1.造成热斑效应的根源是有个别坏电池的混入、电极焊片虚焊、电池由裂纹演变为破碎、个别电池特性变坏、电池局部受到阴影遮挡等。

2.由于局部阴影的存在,光伏组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使电池组件局部电流与电压之积增大,从而在这些电池组件上产生了局部温升。

防护措施

在光伏电池组件的正负极间并联一个旁路二极管,以增加方阵的可靠性。通常情况下,旁路二极管处于反偏压,不影响组件正常工作。其原理是当一个电池被遮挡时,其他电池促其反偏成为大电阻,此时二极管导通,总电池中超过被遮电池光生电流的部分被二极管分流,从而避免被遮电池过热损坏。以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。

PID效应

电位诱发衰减效应(PID,PotentialInducedDegradation)是电池组件长期在高电压作用下,使玻璃、封装材料之间存在漏电流,大量电荷狙击在电池片表面,使得电池表面的钝化效果恶化,导致组件性能低于设计标准。PID现象严重时,会引起一块光伏组件功率衰减50%以上,从而影响整个组串的功率输出。高温、高湿、高盐碱的沿海地区最易发生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通过将方阵边缘的组件边框接地实现的,这就造成在单个组件和边框之间形成偏压,组件所处偏压越高则发生PID现象越严重。对于P型晶硅组件,通过有变压器的逆变器负极接地,消除组件边框相对于电池片的正向偏压会有效的预防PID现象的发生,但逆变器负极接地会增加相应的系统建设成本;

2.光伏组件原因:高温、高湿的外界环境使得电池片和接地边框之间形成漏电流,封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。通过使用改变绝缘胶膜乙烯醋酸乙烯酯(EVA)是实现组件抗PID的方式之一,在使用不同EVA封装胶膜条件下,组件的抗PID性能会存在差异。另外,光伏组件中的玻璃主要为钙钠玻璃,玻璃对光伏组件的PID现象的影响至今尚不明确;

3.电池片原因:电池片方块电阻的均匀性、减反射层的厚度和折射率等对PID性能都有着不同的影响。

抑制PID效应的措施

1.从组件侧考虑

1)采用非Na、Ca玻璃提高玻璃的体电阻,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、可靠,但非Na、Ca玻璃的成本高昂。另外新材料的稳定性问题也是未知数,目前无法推广应用。

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全隐患,威胁电站的正常运行和运维安全。逆变器负极接地后,若发生组件正极接地故障则会造成电池板短路,而运维人员如若接触到正极则会发生电击危险,所以负极接地电路必须具有异常电流监测及分断保护系统,方可在抑制PID效应的同时保障电站设备的运行安全。

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