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产生PID效应的主要因素及预防

美能光伏 2024-02-20 08:32 次阅读

光伏组件中的PID效应是一种常见的性能衰减现象,会导致光伏系统的发电效率下降。PID是指光伏组件在长期受到外电压的影响下,会出现功率衰减、效率降低寿命缩短等问题。通过对光伏组件进行PID测试,可以及时发现问题并采取相应措施,从而优化光伏系统的性能延长寿命美能PID测试仪,用于评估光伏组件在实际运行中可能出现的性能衰减情况。本文将介绍产生光伏组件PID效应的主要因素,帮助更好地理解和预防这一问题。

热斑效应

组件中的热斑效应是指在一定条件下,组件中的某一串联支路被遮蔽,不仅不能产生电量,还会被当作负载消耗其他有光照的组件所产生的能量;不仅会降低组件总发电量,还会导致被遮蔽的部分发热,从而影响到组件效率。热斑效应可能由多种因素引起,包括强光,高电流和通风不良。热斑效应会导致组件输出功率降低寿命缩短和永久性损坏,甚至可能导致着火。当热斑的温度高到足以引起电池和组件框架之间的电压差时,电池中的热斑效应会导致PID。下图说明了热斑对组件的影响:当热斑的温度达到了66.2℃,与相邻的无热斑区域(30.9°C)相比,热斑效应会导致进一步退化,从而使组件输出功率下降,造成永久性损伤。889b0508-cf87-11ee-9118-92fbcf53809c.png

产生热斑效应的组件

可以采取多种方法来减轻光伏组件中的热斑效应:

  • 适当通风的设计:确保组件周围有足够的气流有助于散热。

  • 使用高导热率的材料 :如铝,更有效地散热。

  • 使用低热阻的太阳能电池:更不容易出现热点 。

  • 安装遮阳装置:如百叶窗或反光板可以减少到达组件的直射阳光量。

主动冷却系统:如风扇或水冷。

阴影遮挡

阴影遮挡也是光伏系统中常见的问题,对组件的性能产生重大影响。受遮挡区域无法有效发电,产生电压差,从而导致PID的产生。研究发现,遮挡会明显增加PID发生的可能性,特别是当遮挡严重或发生时间较长时。另一项研究发现,遮挡会导致热斑PID光致降解 (LID),其中LID更有可能发生在长时间遮蔽的电池中。

当组件被永久遮蔽时,可能会导致旁路二极管不被激活,从而导致组件短路,使输出发电量减少,如图2所示,在EL测试期间,不活动的旁路二极管导致模块损失三分之一的功率。

88b2058c-cf87-11ee-9118-92fbcf53809c.png

由于永久阴影而具有不活动旁路二极管的光伏组件

隐裂

隐裂是指太阳能电池出现的裂纹或断裂,如图3所示,隐裂可能由多种因素引起,包括机械应力热膨胀收缩以及极端温度波动湿度等环境因素。隐裂可能会导致功率输出降低、效率下降和寿命缩短等问题,甚至导致组件完全失效88c809b8-cf87-11ee-9118-92fbcf53809c.png

受隐裂影响的太阳能电池EL图像

为防止裂纹并减轻潜在损害,可以考虑采用如下方法:

  • 设计光伏系统时考虑到抗裂性,使用不易破裂的材料和设计,如柔性电池增强材料来增加电池的强度。

  • 适当的密封保护,防止极端温度、湿度和紫外线辐射等环境因素造成的损坏。

  • 定期检查和维护,在潜在问题变得严重之前发现并解决问题。

88e0a040-cf87-11ee-9118-92fbcf53809c.png太阳能电池温度与裂纹尺寸 (%) 的关系

红色表示裂纹尺寸对太阳能电池的温度(>30℃)有显着影响,蓝色表示裂纹没有显着影响。

美能电位诱导退化(PID)测试仪

890fa6c4-cf87-11ee-9118-92fbcf53809c.png

介绍:

长期泄漏电流会造成电池片载流子及耗尽层状态发生变化、电路中的接触电阻受到腐蚀、封装材料受到电化学腐蚀等问题,从而导致电池片功率衰减、串联电阻增大、透光率降低、脱层等影响组件长期发电量及寿命的现象。本设备为根据IEC62804标准研发的光伏组件PID 测试系统。测试目的:

  • 评估光伏组件承受系统偏压的能力
  • 测试光伏组件承受系统电压、温度、湿度等各种应力的能力

减少和预防PID现象。

满足标准:

满足IEC61215标准中MQT21条款IEC62804标准

功能特点:

  • 组件边框端接地,既模拟实际情况,又防止由于边框高压引起的潜在危险

  • 各通道相互独立,多路电压大小、极性、时间单独设置

  • 多路电压、泄露电流、绝缘电阻同时显示;

  • 实时监控电压、泄露电流、绝缘电阻曲线;

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