在PID预防及恢复中,关于光伏系统中产生的PID效应的完整机理仍有待研究,但可以比较确定的是,单个电池片或组件的电压比较低,但是多个组件串联之后,形成了较高的电压,经过长时间的作用,产生了两类意外的问题,原PN结电场情况改变,或存在其它的电流通道,造成实际流过PN结的光生电流减小;器件受到离子迁移的影响,材料性能发生了不可恢复的变化,和原始制造出的组件相比,输出功率变小。PID也说明了单个产品和由多个产品构成的系统之间性能的巨大差异。增强组件的绝缘和防水性能,减小漏电流,例如采用稳定性能更好的封装材料,不使用金属边框,增加电池的体电阻,改进钝化膜的厚度和特性,在器件中增加阻挡层等。PID效应对光伏组件的输出功率影响巨大。PID预防及恢复ANTIPID03
在PID预防及恢复中,杜绝离子产生的源头,采用石英玻璃,低钠玻璃等;降低组串电压;小规模项目可考虑使用微型逆变器,降低组串电压。尽管可分别从电池、组件和系统端减弱或避免PID,但PID效应的影响然后还是体现在电池片上。因此,建议电池厂家对产品进行更全方面的研究,上下游结合,整体考虑性价比高的解决方案。比如,系统集成商如果采用负极接地,则需要使用带隔离变压器的逆变器,采用这种逆变器首先成本非常的高,其次效率也会降低,造成整体系统的PR(系统效率)值降低,这是大家不愿意看到的结果,因此建议由组件厂家为终端客户提供建议方案。太阳能板PID预防及恢复系统在PID预防及恢复中,随着微逆变器的使用,系统电压降低,产生的PID效应也许可以忽略不计的。
在PID预防及恢复中,因为电池片和地面之间还隔着EVA和玻璃。一般情况下这两种材料是不导电的(或者其导电性非常差),但电池片电压较高时,也会有很小的电流从电池流向地面,其大小在微安量级;封装材料流向地面的漏电流形成后,在电池减反膜(ARC)表面(如图一中2所示)留下了负离子(也可以看成一定数量的电子从地面流到电池的减反膜表面),造成了负电荷的积累;负电荷积累之后,将会吸引pn结中的一部分空穴(带正电)。根据光伏效应的原理,空穴应该流向电池的p区(正极),因此部分空穴被吸引后,电池将不能达到设计的功率输出,太阳电池的填充因子(FF)、短路电流(Isc)和开路电压(Voc)降低,组件性能低于设计标准值。
PID效应的危害:为了抑制PID效应,组件厂家从材料、结构等方面做了大量的工作并取得了一定的进展;如可采用抗PID材料、防PID电池和封装技术等。采用非乙烯—醋酸乙烯共聚物的封装材料、采用无边框组件或双玻组件等,都可以在一定程度上减少PID效应。选取某实际电站中同一地点,各种条件基本相同的两个光伏方阵,其中9-1区采用的集中式逆变器不具备防PID功能,而9-2区采用的是阳光电源集中式逆变器具备防PID功能。测试发现:安装了PID模块的集中式逆变器可以有效地防止组件PID衰减。对于PID预防及恢复,可以采用串联组件的负极接地或是在晚间对组件和大地之间施加正电压。
通过PID预防及恢复的证明,PID现象是一种可逆现象,在将实验所加1000V直流电压由负压变为正压,进行恢复性试验。已出现PID现象影响的问题组件功率得到绝大部分的恢复。而对于PID的检测,包括断开组串与逆变器的连接后,检测不同组串的电压;如果不同的组串有不同的电压,那这可能是由于PID引起的;检测低电压组串内每一块组件的电压,组件的Voc偏低是由于PID引起的。还可以通过EL测试和IV测试来检测。而其中所用到的设备能够智能控制电流的大小,可控制电源输出脉冲时间小于1ms的电流;在脉冲电流阶段,可以采集脉冲电流、二极管压降、接线盒温度等参数;自动用小二乘法模拟VD与TJ的关系;获取75℃,ID=Isc时VD数据,计算75℃下TJ数值;所有数据可以EXCEL形式导出,方便进行数据处理和分析;可测试二极管正向伏安特性。为了做好PID预防及恢复,在光伏组件安装前检查组件是否有阴影和灰尘。PID预防及恢复ANTIPID03
持续高温的天气还会使电站产生PID效应,造成组件失效。PID预防及恢复ANTIPID03
在PID预防及恢复中,PID效应的表现形式是漏电流将使电池片的载流子及耗尽层状态发生变化、电路中的接触电阻和封装材料受到电化学腐蚀,出现电池片功率衰减、串联电阻增大、透光率降低、脱层等现象影响组件发电量及寿命。PID效应对光伏组件的输出功率影响巨大,所以,PID测试已成为光伏组件检测项目中必不可少的项目之一。其标准IEC62804是由光伏组件性能测试标准IEC61215和光伏组件安全测试标准IEC61730结合而成,能够很好的预判光伏组件在使用过程中是否会发生PID效应。PID预防及恢复ANTIPID03
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