光伏組件PID效應現象解析及專業解決方案

2020-12-08 世紀新能源網

隨著新能源的不斷發展,晶矽組件的應用也越來越廣泛,但是組件長期在高電壓作用下,會出現PID的風險:玻璃、封裝材料之間存在漏電流,大量的電荷聚集在 電池片表面,使得電池板表面的鈍化效果惡化,導致FF, Isc, Voc降低,使組件性能低於設計標準,無論組件採用何種技術的P型晶矽電池片,組件在負偏壓下都有PID的風險。

PID效應可能是組件嚴重退化的主要原因,由此引起的組件功率衰減有時甚至超過50%,然而從組件的外觀上卻看不到任何缺陷。在過去的幾十年裡,越來越多的投入運行的

光伏

電廠在運營三四年後發生效率的突然衰減,造成了重大的損失。目前已經有很多日本用戶明確要求把抗PID寫入合同,並隨機抽檢;不少歐洲的買家也紛紛提出同樣的要求。

PID的形成原因分為兩部分:
外部可能原因:

容易在潮溼的環境下發生,並且活躍程度與潮溼程度相關,同時組件表面被導電性、酸性、鹼性以及帶有離子的物體的汙染程度,也與上述衰減現象的發生有關。到目前為止,形成機理還不是太明確,推測來自於鈉鈣玻璃的金屬離子是形成上述具有PID效應的漏電流的主要載流介質。

內部可能原因:

1:系統方面:

逆變器

接地方式和組件在陣列中的位置,決定了電池片和組件受到正偏壓或者負偏壓。電站實際運行情況和研究結果表明:如果整列中間一塊組件和逆變器負極輸出端之間的所有組件處於負偏壓下,則越靠近輸出端組件的PID現象越明顯。而在中間一塊組件和逆變器正極輸出端中間的所有組件處於正偏壓下,PID現象不明顯。

2:組件方面:環境條件,如溼度等的影響導致了漏電流的產生。

3:電池方面:電池片由於參雜不均勻導致方塊電阻不均勻;優化電池效率而採用的增加方塊電阻會使電池片更容易衰減,導致容易發生PID效應。

解決方案:

PID現象有時候是可逆的,蘇州歐姆尼克新能源科技有限公司研發團隊在研究PID現象時發現了一個有趣的現象,就是光伏組件在造成露氣較多或者下雨時被發 現有漏電現象,而當太陽出來後,此漏電現象隨即減弱,而與此類似的,在實驗室中,將已經發生的PID衰減的組件在強制高溫下給它正偏置電壓72小時 後,PID衰減基本消失,由此歐姆尼克研發團隊得出一個結論,引起PID衰減的變化應該是一個可逆的變化。

由上述結果,歐姆尼克開發了兩款全新產品

1:微型逆變器Omniksol-M300和Omniksol-M600。使用高頻隔離,負極接地技術,使電池板負極接地,避免了PID現象的發生,並且是單塊組件用一個模塊,使發電量升高。

2:歐姆尼克推出全新產品PID裝置,型號為Omniksol-PID,應用PID變化可逆的原理,在夜間強制給組件加入正偏置的電壓,使PID效應可逆進行,在夜間進行對PID效應電池板的修復。

Omniksol-PID工作原理及連接操作方式

工作描述:PID與逆變器直流輸入並聯,在光伏組件的負級和地之間施加一個高電壓,並且支持輸出固定電壓和輸出智能調節的電壓。在夜間,它能把光伏組件在白天因為負極與地之間的負偏壓所積累下來的電荷釋放掉,進而修復那些因為PID效應導致效率衰減的光伏組件。

PID具有檢測光伏組件和地的絕緣阻抗(包括光伏組件和逆變器,系統阻抗必須大於200kΩ)和偵測電網電壓情況的功能。

連接方式:PID支持 1 路或者2路MPPT的逆變器,並且每路MPPT可以是多組串並聯。如果逆變器只有1路MPPT,只需使用 PID的PV1+、PV2+其中一路與逆變器的正端相連,PID的PV-與逆變器的負端相連。如果逆變器有2路MPPT,PID的PV1+和PV2+與逆 變器的兩路正端相連,PID的PV-與逆變器的其中一路負端相連,但必須保證逆變器兩路MPPT負端在內部相連。

單路連接示意圖:

雙路接線示意圖:

歐姆尼克團隊基於用戶的角度,不斷開發更新產品線,為客戶提供相應的解決方案,經過持續不斷的努力,成為全球逆變器及光伏電站方案的專業供應商。

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