求一种组串式逆变器针对P型、N型光伏组件PID效应的解决方案

组串式逆变器针对P型、N型光伏组件PID效应的解决方案

近期有客户询问关于PID效应的问题，希望了解PID效应原理以及P型、N型光伏组件PID机理和区别。

本期小课堂就为大家讲解组串式逆变器针对P型、N型光伏组件PID效应的解决方案，希望能帮到大家。

PID效应(Potential Induced Degradation)，即电势诱导功率衰减，是影响光伏组件长期稳定可靠的关键因素，导致发电量减少。因此要避免PID效应，让光伏组件正常工作，维持正常发电性能。

PID效应的主要诱因

01

组件封装工艺不良导致密封性下降，在潮湿环境中长期使用，水汽渗入组件，破坏绝缘层。EVA胶膜、玻璃和水汽发生反应，产生Na+。在电场作用下，Na+聚集到减反层，导致PID现象。

02

光伏系统直流电压高，组串电压一般在1000V以上，工作电压约800V。此外，组件的铝合金边框需防雷接地，由于与电池片存在直流高压，进而导致电势诱导现象。

光伏组件PID主要类型

P型组件PID效应特点（双面玻璃）

P型双面双玻组件正面一般发生PID-s衰减，背面一般发生PID-p衰减，并可能有PID-c衰减。

正面：组件边框的防雷接地导致组件与边框之间形成负偏压。这会导致正面玻璃中的Na+离子迁移到电池片表面的胶膜层，并渗入硅晶体的缺陷中。这些离子会穿过PN结，形成PN结两端的漏电流通道，导致PID-s衰减现象。

背面：同样由于负偏压的存在，背面玻璃中的Na+离子会聚集到电池片背面的胶膜层上。这会吸引背面电子和带负电的钝化层，导致钝化效果恶化，从而引起PID-p衰减现象。此外，越靠近负极输出端的组件所承受的负偏压越大，PID失效现象也就越明显。

N型组件PID效应特点（双面玻璃）

对于n型双面双玻组件，其结构与p型相反，但原理类似。在正面，通常会发生PID-s和PID-p衰减，而在背面则主要为PID-s衰减。

正面：当与边框形成负偏压时，正面玻璃中的Na+离子会聚集在电池片表面的膜层上。这会导致两个问题：

① Na+离子穿过PN结，形成漏电通道，导致PID-s；

② 钝化层（Al2O3）中的负电子被Na+离子吸引，导致钝化层效果变差，引发PID-p。

与p型组件相比，n型组件由于正面载流子为电子，因此PID-s损失更大，而且相对于背面来说更严重。

背面：由于负偏压的存在，Na+离子会迅速聚集到背面的膜层上，穿过PN结，形成PN结两端的漏电流通道，导致PID-s衰减现象。

解决方案

从上述分析中可知，无论n型或是p型组件产生PID效应的诱因都是一致的，仅在不同位面的PID类型有所区分，因此防护方法相同，组串式逆变器系统中主要有以下几种：

01 虚拟中性接地方案

该方案适合大型光伏电站，通过抬升虚拟中性点的电位，使系统的组串负极对地电压接近零电位以实现PID抑制功能。

该方案适合新项目PID防护，无法对已经被PID效应影响的系统进行修复，且无法点对点防护，设备出现故障时，会影响整个子阵的组件防护。

02 正向偏置电压方案

通过内置或外置PID模块在光伏组串负极加正向偏置电压，修复PID效应，可提供自动模式，夜间模式和连续模式三种输出方式。

目前以内置防PID技术为主，可实现以逆变器为单位的组串级PID防护，提高修复的精准度和可靠性，并且对变压器接入没有要求，锦浪逆变器便内置了PID修复模块。

03 锦浪内置防PID方案

锦浪防PID模块利用光伏组件PID可逆原理，在夜间逆变器停止工作的时间段，对组件负极和大地之间施加600-700V正电压让白天从PN结中流失的导电离子回到PN结中，从而恢复电池组件的发电能力。

内置PID模板优势

一、独立补偿：

①可实现PID模块与逆变器一对一管理，管理方式灵活。

②设备之间相对独立，避免因一台设备损坏影响其它设备的工作。

二、智能输出：

①智能识别逆变器运行状态，自动切换PID模块运行状态。

②具备主动修复能力，适用于所有光伏电站，可修复已发生PID现象的光伏组件。

三、系统友好：

①集成于逆变器内部，无需单独安装及接线，便于后期维护检修。

②点对点精细化的PID修复，不受子阵安装容量的限制。

总结

PID效应对光伏系统的发电量影响很大，特别是在高温高湿的环境中，预防PID效应对光伏系统的影响变得更加重要。通过采用组件PID效应的防护方案或使用带PID修复功能的组串式逆变器，可以有效预防组件PID现象，减少电站的发电量损失。

审核编辑：刘清