投稿

光伏组件潜在诱导衰减的研究

   日期:2018-09-12     来源:《太阳能》杂志社    浏览:1463    评论:0    
核心提示:光伏组件的潜在诱导衰减(PID) 会减少光伏发电系统对外输出的电能,严重情况下会使光伏发电系统瘫痪,几乎无法对外输出电能。在温
 光伏组件的潜在诱导衰减(PID) 会减少光伏发电系统对外输出的电能,严重情况下会使光伏发电系统瘫痪,几乎无法对外输出电能。在温度为85 ℃和85% 湿度的条件下,对单块光伏组件进行潜在诱导衰减效应的模拟测试,即组件的铝边框和输出端产生1000 V 的电势差,每隔6 h 测试组件的电致发光(EL) 和I-V 性能,老化时间持续了48 h。结果表明:该效应会使组件产生漏电,漏电程度随着实验持续的时间而变得严重。运用电容器原理去解释潜在诱导衰减产生的物理机制,前板采用亚克力板去制作新的光伏组件,能使组件的功率衰减控制在5%以内,完全具有抗PID 的性能。

(一)、常规组件的PID 实验

目前,大型光伏电站中的组件通常采用玻璃、双层EVA 和背板来进行封装。本次实验采用“双85”老化箱来模拟恶劣的自然环境,在组件的输出端和包裹在组件上的铝箔接上反向直流1000 V的高压,老化时间在48 h 以上。连接示意图如图1 所示。


 
图1 为光伏组件的电性能参数随实验时间推移的变化趋势,图2 为光伏组件随实验时间推移的EL 变化情况。



 







 
由图1 可知,从实验开始的20 h 内,组件的最大功率点电压和电流有微弱的衰减,随着实验时间的持续,将会出现急剧严重的衰减,尤其是最大功率点电流;与之相对应的最大输出功率与填充因子亦是如此。当实验一直持续到48 h 后,组件的并联电阻衰减到0,串联电阻变得非常大,以至于组件几乎不对外输出电力。



 
由图2 可知,随着时间的推移,组件中电池、片变黑的数量在增加,且分布在组件的边框附近。

(二)、抗PID 效应组件的封装

常规组件中的电池片通常在p 型硅片表面扩散三氯氧磷形成p-n 结,则电池片的正表面存在大量电子,少子为空穴。当在组件的输出端和连接电极之间加上一个反向直流电压时,会在铝边框和电池片之间形成一个超级大电容,增大或减少极板间的距离都能消除电容效应。组件尺寸和厚度是一定的,所以只需减少封装材料的介电常数来削减电容效应,使封装好的组件具有能抗击一定PID 效应的能力。

传统组件采用前板玻璃、双层EVA 和后TPT 背板进行封装时,铝边框和电池片之间的封装材料为1 μm 波长所对应的介电常数为4.1的普通钠钙玻璃和EVA。我们采用新工艺在玻璃上开出电极孔,将其作为组件的背板,前板采用亚克力板,这样做从理论上可减弱电容效应,从而进一步抗击PID 效应。

组件制作的工艺流程为:单焊、串焊、层叠、层压、切边、装框、固化、清洗。我们把制作好的组件同样采用前面的测试方法进行验证。图3为新制作抗PID 效应组件的实验前和实验50 h后的EL 图。



 
通过对比实验前后的EL 图可发现,采用新的封装方法制作的组件具有抗PID 效应的性能。新制作光伏组件的功率是250 W,经过PID 实验后,组件功率降为243W,衰减率为2.8%,功率的变化远小于5%。当前业界认为,组件的功率衰减小于5% 时,组件就具有抗PID 功能。

(三)、小结

通过对常规组件的PID 效应的实验,发现PID 效应可严重破坏组件的输出功率,且具有雪崩式的破坏。本文通过分析铝边框与电池片之间的封装材料的电容效应,提出了一种新的封装方式,可有效消除光伏组件的PID 效应。新制作抗PID 效应的组件可减轻组件的重量,提高组件的强度;并且新制作的组件前板采用了亚克力板,当温度升高时易变形,利用该属性可方便我们在组件的前表面压印出金字塔结构,以减少入射光的反射。

无锡马丁格林光伏科技有限公司 ■ 卞水明 陈晓高* 熊保鸿
 
标签: 组件

微信扫一扫
投稿联系:张先生 13844866317 新闻投稿咨询QQ: 35845245
邮箱:news#ne21.com(请将#换成@)
打赏
 
更多>同类光伏
0相关评论

推荐图文
推荐光伏
点击排行
网站首页  |  资源合作  |  会议定制  |  关于我们  |  领导关怀  |  营销服务  |  联系我们  |  帮助中心  |  网站地图  |  排名推广  |  积分换礼  |  RSS订阅  |  违规举报