分布式光伏并网发电系统组件的热斑效应及PID效应光伏系统运维

时间：2024-12-31

组件的热斑效应及PID效应

在光伏发电系统中串联支路中被遮蔽的太阳能电池组件，将被当作负载消耗其他有光照的太阳能电池组件所产生的能量，被遮蔽的太阳电池组件此时会发热，这就是热斑效应。

这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量，都可能被遮蔽的电池所消耗。而造成热斑效应的，可能仅仅是一块鸟粪。

为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏，好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。当热斑效应严重时，旁路极管可能会被击穿，令组件烧毁。

（2）PID效应

电位诱发衰减效应（PID， Potential Induced Degradation）是电池组件长期在高电压作用下，使玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷**在电池片表面，使得电池表面的钝化效果恶化，导致组件性能低于设计标准。PID现象严重时，会引起一块组件功率衰减50％以上，从而影响整个组串的功率输出。高温、高湿、高盐碱的沿海地区易发生PID现象。

造成组件PID现象的原因主要有以下三个方面：

（1）系统设计原因：光伏电站的防雷接地是通过将方阵边缘的组件边框接地实现的，这就造成在单个组件和边框之间形成偏压，组件所处偏压越高则发生PID现象越严重。对于P型晶硅组件，通过逆变器负极接地，对于N型晶硅组件，通过逆变器正极接地，消除组件边框相对于电池片的正向偏压会有效的预防PID现象的发生，但逆变器负极接地会增加相应的系统建设成本

（2）光伏组件原因：高温、高湿的外界环境使得电池片和接地边框之间形成漏电流，封装材料背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。通过使用改变绝缘胶膜乙烯醋酸乙烯酯（EVA）是实现组件抗PID的方式之一，在使用不同EVA封装胶膜条件下，组件的抗PID性能会存在差异。另外，光伏组件中的玻璃主要为钙钠玻璃，玻璃对光伏组件的PID现象的影响至今尚不明确；

（3）电池片原因：电池片方块电阻的均匀性、减反射层的厚度和折射率等对PID性能都有着不同的影响。

上述引起PID现象的三方面中，由在光伏系统中的组件边框与组件内部的电势差而引起的组件P1D现象被行业所公认，但在组件和电池片两个方面组件产生PID现象的机理尚不明确相应的进一步提升组件的抗PID性能的措施仍不清楚。

双玻组件不需要铝框，即使在玻璃表面有大量露珠的情况下，没有铝框使导致PID发生的电场无法建立，透水率也非常低，降低了发生PID衰减的可能性。

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