在PID預防及恢復的實際應用場合中,晶體硅光伏組件的PID現象已經被觀察到,基于其電池結構和其他構成組件的材料以及設計形式的不同,PID現象可能是在其電路與金屬接地邊框成正向電壓偏置的條件下發生,也可能是成反向偏置的條件下發生。光伏組件在實際的應用條件下,早晨太陽初升后的一段時間內,是PID效應相對強烈的時段,其原因是晶體硅光伏組件在經歷了一個不發電的夜晚以后,由于晝夜溫差,空氣中的水蒸氣會冷凝在其表面會有凝露現象發生(特別是夏、秋季節的露水),會造成光伏系統在早晨太陽初升后的一段時間內,在其表面較為潮濕的情況下,承受前面提及的系統偏置電壓。在PID預防及恢復裝置中,開關電源的輸出端負極接大地...
在PID預防及恢復中,PID效應的產生原因還是組件在受到負偏壓時,由漏電流陽極離子(一般為Na離子)流入電池片,降低電池的并聯電阻。即,半導體內出現了雜質,這些雜質會形成電池內部的導電通道,降低了組件的電流輸出。另外光伏組件的邊緣部分容易有水氣進入,EVA發生水解后會生成醋酸,醋酸和玻璃中的Na反應,可以生成大量的自由移動的Na離子,會與電池片表面的銀柵線發生反應,從而腐蝕電池柵線,導致串聯電阻的升高,導致組件性能衰減,此類衰減不可恢復。如果給組件施加負偏壓(電池片電壓相對邊框為負值),則可以把積累的負電荷排出到地面上,電池性能得到恢復,這就是電池性能可恢復的極化效應。在組件進行串聯使用時,為...
在PID預防及恢復中,電池組件在封裝的層壓過程分為5層。從外到內為:玻璃、EVA、電池片、EVA、背板。由于EVA材料不可能做到100%的絕緣,特別是在潮濕環境下水氣通過作為封邊用途的硅膠或背板進入組件內部。EVA的酯鍵在遇到水后按下面的過程發生分解,產生可以自由移動的醋酸。醋酸和玻璃表面堿反應后,產生了鈉離子。鈉離子在外加電場的作用下向電池片表面移動并富集到減反層而導致PID現象的產生。已經衰減的電池組件在100℃左右的溫度下烘干100小時以后,由PID引起的衰減現象消失了。從而得到一個結論:某些引起PID衰減的過程是可逆的。當然在實際工程中,高溫加熱組件的這種方式不現實,不可能大規模應用。...
在PID預防及恢復中,接地保護系統設備由分斷器件+高精度傳感器組成,分斷器件負責在故障電流出現時,分斷負極接地電路;傳感器負責檢測負極接地電路中的異常電流。當檢測到負極接地電路中有異常電流通過時,分斷器件瞬時切斷負極接地電路,切斷漏電流通路,保護運維人員安全。PID效應作為光伏電站發電量的重要影響因素,發生的根本原因是與環境因素和組件封裝材料有關。相信未來組件廠商定能夠找到一種更加可靠的材料,從根源上阻斷PID效應的發生。但是在當下,負極接地無疑是較可靠的抑制PID效應的方法,為光伏行業的持續性發展提供可靠的技術保障。對于PID預防及恢復,可以采用串聯組件的負極接地或是在晚間對組件和大地之間施...
對光伏電池板的PID預防及恢復包括脈沖修復法。從固體物理上來講,任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以被擊穿。一旦絕緣層被擊穿,粗大的硫酸鉛就會呈現導電狀態。如果對高電阻率的絕緣施加瞬間的高電壓,也可以擊穿大的硫酸鉛結晶。如果這個高電壓足夠短,并且進行限流,在打穿絕緣層的條件下,充電電流不大,也不至于形成大量析氣。電池析氣量強正相關于充電電流和充電時間,如果脈沖寬度足夠短,占空比足夠大,就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結晶的條件下,同時發生的微充電來不及形成析氣。這樣就實現了脈沖消除硫化。為了抑制PID效應,組件廠家從材料、結構等方面做了大量的工作并取得了一定的進展。對PID效應的PID預防及恢復處理可以...
在PID預防及恢復中,杜絕離子產生的源頭,采用石英玻璃,低鈉玻璃等;降低組串電壓;小規模項目可考慮使用微型逆變器,降低組串電壓。盡管可分別從電池、組件和系統端減弱或避免PID,但PID效應的影響然后還是體現在電池片上。因此,建議電池廠家對產品進行更全方面的研究,上下游結合,整體考慮性價比高的解決方案。比如,系統集成商如果采用負極接地,則需要使用帶隔離變壓器的逆變器,采用這種逆變器首先成本高,其次效率也會降低,造成整體系統的PR(系統效率)值降低,這是大家不愿意看到的結果,因此建議由組件廠家為終端客戶提供建議方案。PID預防及恢復措施,主要是對組件進行功率、濕漏電測試并EL成像。江蘇質衛科技PI...
在PID預防及恢復中,面積灰對光伏組件性能也有一定的影響,積累灰塵的時間越長造成的透光率衰減越大,在350~2750nm光譜范圍上衰減明顯,水平面上積累30天灰塵時玻璃的透光率平均衰減21.8%,40天時平均衰減45.5%。光伏組件蓋板表面積累的灰塵越多,組件的功率損失越大,積灰量為5.65g/m2時,功率損失達到15.2%。然后安裝角度及調節方式對光伏組件采光效率也會有一定的影響。為了全方面評估光伏組件在不同條件下的發電量,IEC(國際電工委員會)提出了新的評估發電量的標準——IEC61853,標準提出了在不同溫度、輻照度、入射角變化、光譜分布、對光伏組件性能進行測試,實際數據的測量,光伏組...
在PID預防及恢復中,PID效應的產生原因主要是組件串聯后可形成較高的系統電壓,組件長期在高電壓工作,在蓋板玻璃、封裝材料、邊框之間存在漏電流,大量電荷聚集在電池片表面,使得電池片表面的鈍化效果惡化,導致填充因子(FF)、短路電流(Isc)、開路電壓(Voc)降低,使組件性能低于設計標準。通常稱此現象為表面極化效應,但此衰減是可逆的。多個光伏組件串聯之后,處于組串末端的光伏組件的工作電壓會比較高(400V~900V之間),且組件邊框一般都是接地的(電壓為0V)。因此,高壓組件的電池片和地面之間有可能會形成電流,此電流稱為漏電流。在PID預防及恢復中,傳感器負責檢測負極接地電路中的異常電流。質衛...
PID預防及恢復在光伏組件系統中很常見,隨著光伏行業的不斷發展,光伏電站的應用地從荒無人煙的戈壁大漠到陽光燦爛的內陸、沿海城市,應用環境的不同造成了光伏電站的發電效率的差異性。組件的PID效應作為影響電站發電量的重要因素之一,受到了業界的普遍關注。PID效應又稱電勢誘導衰減,是電池組件的封裝材料和其上表面及下表面的材料,電池片與其接地金屬邊框之間的高電壓作用下出現離子遷移,而造成組件性能衰減的現象。通過對比可以看出PID效應對太陽能電池組件的輸出功率影響巨大,通過光伏電池組件廠商和研究機構的數據表明,PID效應與組件構成、封裝材料、所處環境溫度、濕度和電壓有著緊密的聯系。PID預防及恢復措施在...
對光伏電池板的PID預防及恢復包括脈沖修復法。從固體物理上來講,任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以被擊穿。一旦絕緣層被擊穿,粗大的硫酸鉛就會呈現導電狀態。如果對高電阻率的絕緣施加瞬間的高電壓,也可以擊穿大的硫酸鉛結晶。如果這個高電壓足夠短,并且進行限流,在打穿絕緣層的條件下,充電電流不大,也不至于形成大量析氣。電池析氣量強正相關于充電電流和充電時間,如果脈沖寬度足夠短,占空比足夠大,就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結晶的條件下,同時發生的微充電來不及形成析氣。這樣就實現了脈沖消除硫化。為了抑制PID效應,組件廠家從材料、結構等方面做了大量的工作并取得了一定的進展。在PID預防及恢復中,光伏陣列的組件邊...
在PID預防及恢復中,設備會檢測到接地故障,然后斷開故障電流,發出故障警示信號,斷開接地故障的電池組件,停機。非隔離型并網逆變器需要在開機前進行組件的絕緣阻抗檢測,市場主流的500K逆變器一般都會采用BenderISO偵測器。在絕緣檢測前,逆變器斷開電池組件接地的熔斷器或斷路器,檢測完成后再閉合接地的熔斷器或斷路器。當負極接地后,輸出交流防雷器耐壓值由原來的交流300V上升為直流側系統電壓(500V-1000V左右)需要更換交流側防雷。對于SPD原來正極接地,正極對地防雷由A和C串聯組成,負極對地防雷由B和C串聯組成,正極對負極的防雷由A和B串聯組成。將負極接地后正極對地防雷由A和B//C串聯...
PID效應并非不可預防和恢復,目前很多工程施工中都有著很好的PID預防及恢復措施,比如集中式逆變器的負極接地解決方案;組串逆變器并聯時的單點接地解決方案;由于整個系統負極接地,如果絕緣出現故障,正極就會對地放電,由于是1000V的高壓對地放電的故障是非常危險的,所以逆變器應采用具有GFDI裝置的內部接地設計,如果發生PV+對地故障,可以將GFDI保險絲熔斷或者使短路開關跳脫。依據UL1741標準大于250kW的太陽能系統較大對地故障電流為5A,在GFDI線路中使用5A的熔斷器或者斷路器。系統正常工作時,熔斷器或者斷路器兩端的電壓為零.如果發生故障熔斷器或斷路器的端電壓變為光伏直流側系統電壓。電...
在PID預防及恢復中,集中式與組串式逆變器均可采用負極虛擬接地方案來抑制組件PID。由于集中式與組串式逆變器的組網形式不同,使得兩種類型逆變器的負極虛擬接地方案在防PID裝置交流接入點、安裝位置、獲取負極對地電壓方式等方面有區別。利用組件PID的可逆性原理,在夜間逆變器停止工作時段內,利用單獨的直流源對電池板施加反向電壓,修復白天發生PID現象的電池板,該方案需每臺逆變器增加一臺直流源,成本較高,且只在逆變器不工作時,對電池板進行修復,屬于“事后處理”的被動方案。通過在逆變器中集成PID防護模塊,可以有效的避免組件發生PID現象,減少電站發電量損失。同時,PID模塊具有修復功能,可以對已發生P...
PID預防及恢復措施,主要是對組件進行功率、濕漏電測試并EL成像。老化結束后,再次進行功率、濕漏電測試并EL成像。將測試前后的結果進行比較,從而得出PID在設定條件下的發生情況。比較多的用于實驗機構,而后一種方式比較多的被光伏組件廠采用。當PID現象發生時,從EL成像可以看到部分電池片發黑。判定依據于較大功率與初始值比,衰減不超過5%;沒有目測不合格現象;濕漏電流測試;試驗結束后組件功能完整。PID的真正原因到目前為止沒有明確的定論,但比較容易在潮濕的環境下發生,并且活躍程度與潮濕程度相關;同時組件表面被導電性、酸性、堿性以及帶有離子的物體的污染程度,也與PID現象的發生有關。據推測,來自于鈉...
PID預防及恢復措施,主要就是采用微型逆變器:系統電壓降低,且每臺隔離型微逆直流負端可以接地,產生的PID效應應該可以降低甚至忽略不計;含Si多的減反層比含N多的減反層更可以抵抗PID現象。改變折射率成為抗PID的手段之一,但改變電池減反層的折射率會改變電池生產成本和電池的發電效率,在不提高成本并且基本不改變效率的情況下做到抗PID對電池廠是一個非常大的難度。在組件中替換玻璃(降低Na+),但成本太高幾乎不可行。替換EVA,但新材料帶來成本提高和使用中的持續風險。PID預防及恢復措施在目前的光伏組件應用中是很常見的,因為PID現象嚴重時,會引起一塊組件功率衰減50%以上,從而影響整個組串的功率...
PID預防及恢復裝置連接于光伏陣列的正極與負極之間;光伏電池板的PID預防及恢復裝置包括隔離裝置、一阻抗元件、第二隔離裝置、第二阻抗元件、第三阻抗元件及直流電源;其中隔離裝置和第二隔離裝置均包括導通和關斷兩種狀態;隔離裝置與一阻抗元件串聯成正極支路;第二隔離裝置與第二阻抗元件串聯成負極支路;正極支路的一端與光伏陣列的正極相連,負極支路的一端與光伏陣列的負極相連;正極支路的另一端與負極支路的另一端相連,連接點作為光伏電池板的PID預防及恢復裝置的虛擬中性點;第三阻抗元件連接于虛擬中性點和直流電源的正極之間,直流電源的負極接地;或者,第三阻抗元件連接于直流電源的負極與地之間,直流電源的正極與虛擬中...
在PID預防及恢復中,從材料上抑制PID效應,安全、可靠,但非Na、Ca玻璃的成本高昂。另外新材料的穩定性問題也是未知數,目前無法推廣應用。從逆變器側考慮,采用組件負極接地的方式,防止負偏壓造成的漏電流形成。負偏壓和正偏壓下組件PID效應對比處置方案簡便、成本低、效果明顯,但負極直接接地會造成安全隱患,威脅電站的正常運行和運維安全。逆變器負極接地后,若發生組件正極接地故障則會造成電池板短路,而運維人員如若接觸到正極則會發生電擊危險,所以負極接地電路必須具有異常電流監測及分斷保護系統,方可在抑制PID效應的同時保障電站設備的運行安全。從組件側考慮進行PID預防及恢復處理,可以采用非Na、Ca玻璃...
為了做好PID預防及恢復,就要清楚影響光伏電站輸出功率因素,包括太陽輻射量,電池組件的傾斜角度,灰塵和陰影阻擋,組件的溫度特性等。因系統配置安裝不當造成系統功率偏小。另外,在夏季要記得時常記得維護電站,給電站降降溫擦擦土。只有認真的維護,光伏電站才會經久耐用,源源不斷的提供清潔的電流。組串功率優化器(S-MPPT)產品是用于電池串較大功率點跟蹤(MPPT)的設備,可安裝在電池串與逆變器之間。一方面,可調整電池串電壓和電流,使電池串在較大功率點工作,另一方面,控制輸出端的電壓在同一水平,消除不同電池串電壓失配的影響,提升太陽能電廠的發電量。在PID預防及恢復中,ANTIPID是太陽能電站PID恢...
在PID預防及恢復中,電池組件在封裝的層壓過程分為5層。從外到內為:玻璃、EVA、電池片、EVA、背板。由于EVA材料不可能做到100%的絕緣,特別是在潮濕環境下水氣通過作為封邊用途的硅膠或背板進入組件內部。EVA的酯鍵在遇到水后按下面的過程發生分解,產生可以自由移動的醋酸。醋酸和玻璃表面堿反應后,產生了鈉離子。鈉離子在外加電場的作用下向電池片表面移動并富集到減反層而導致PID現象的產生。已經衰減的電池組件在100℃左右的溫度下烘干100小時以后,由PID引起的衰減現象消失了。從而得到一個結論:某些引起PID衰減的過程是可逆的。當然在實際工程中,高溫加熱組件的這種方式不現實,不可能大規模應用。...
為了通過PID預防及恢復提高光伏電站發電量,可以對組件使用單晶硅。單晶硅的轉換率是17-24%,通常的多晶硅轉換率是12-14.8%,單晶硅比多晶硅的轉換率高5-10%,成本增加約10-20%,發電量可以提高約10-30%左右;地區光照條件,選取合適的場地;特別是安裝時要計算出正確合適的斜角度;如果空間充足,可以加裝太陽追蹤儀,成本增加10-20%,發電量也可以提高約10-30%左右;及時清理電池板上面的灰塵污圬等。盡可能增加光伏板安裝面積,提高裝機容量。其次就是,朝向排布面向太陽光多照射朝向。當PID效應產生要及時處理,否則直接影響收益。PID預防及恢復中的PID就是潛在電勢誘導衰減。湖北分...
在PID預防及恢復中,對組件發生PID效應的真正原因說法不一,其中潮濕、高溫的環境容易產生水蒸氣,水蒸氣通過封邊硅膠或背板進入組件內部;EVA(乙烯—醋酸乙烯共聚物)的酯鍵在遇到水后發生反應,生成可自由移動的醋酸;醋酸和玻璃中的純堿(Na2CO3)反應將Na+析出,在電池內部電場作用下移動至電池表面,造成玻璃體電阻降低;無論采用任何技術的P型晶硅電池片,組件在負偏壓下均有發生電勢誘導衰減的風險。因為光伏陣列的組件邊框通常都是接地的,造成單個組件和邊框之間形成偏壓,所以越靠近負極輸出端的組件承受負偏壓現象越明顯。在負偏壓的作用下,漏電流通路因此形成,漏電流由電池片→EVA→玻璃表面→邊框→支架,...
在PID預防及恢復中,PID效應的產生原因還是組件在受到負偏壓時,由漏電流陽極離子(一般為Na離子)流入電池片,降低電池的并聯電阻。即,半導體內出現了雜質,這些雜質會形成電池內部的導電通道,降低了組件的電流輸出。另外光伏組件的邊緣部分容易有水氣進入,EVA發生水解后會生成醋酸,醋酸和玻璃中的Na反應,可以生成大量的自由移動的Na離子,會與電池片表面的銀柵線發生反應,從而腐蝕電池柵線,導致串聯電阻的升高,導致組件性能衰減,此類衰減不可恢復。如果給組件施加負偏壓(電池片電壓相對邊框為負值),則可以把積累的負電荷排出到地面上,電池性能得到恢復,這就是電池性能可恢復的極化效應。在組件進行串聯使用時,為...
在PID預防及恢復中,二極管綜合性能測試儀滿足IEC61215-2016標準中4.18條款,IEC61730標準中MST25條款規定的二極管熱性能測試要求及IEC62979規定的二極管熱失控測試要求。模擬STC條件及1.25倍STC條件下電流,控制組件的溫度到規定的范圍。監控二極管表面及組件表面溫度,監控二極管電流及二極管兩端壓降;監控二極管的反響漏電電流。隨著太陽能電池應用的越來越普遍,人們對太陽能電池長期耐久性要求越來越高。對于一塊組件或一個陣列的所有太陽能電池來說,電性能完全一致的難度非常大。即使在制備過程中電性能基本保持一致,在長期使用過程中,由于各個電池片的衰減性能不一定一致,造成了...
對光伏電池板的PID預防及恢復包括脈沖修復法。從固體物理上來講,任何絕緣層在足夠高的電壓下都可以被擊穿。一旦絕緣層被擊穿,粗大的硫酸鉛就會呈現導電狀態。如果對高電阻率的絕緣施加瞬間的高電壓,也可以擊穿大的硫酸鉛結晶。如果這個高電壓足夠短,并且進行限流,在打穿絕緣層的條件下,充電電流不大,也不至于形成大量析氣。電池析氣量強正相關于充電電流和充電時間,如果脈沖寬度足夠短,占空比足夠大,就可以在保證擊穿粗大硫酸鉛結晶的條件下,同時發生的微充電來不及形成析氣。這樣就實現了脈沖消除硫化。為了抑制PID效應,組件廠家從材料、結構等方面做了大量的工作并取得了一定的進展。在PID預防及恢復中,除了驗證新產品之...
在PID預防及恢復中,PID的材料成分原理主要是提供氧化鈉,可以降低玻璃的熔制溫度;再者是石灰石即碳酸鈣和氧化鎂,他們的主要作用是調整玻璃的黏度在一個合適的值,使玻璃成型時間縮短或延長,以滿足成型的要求;還引入氧化鋁原料,提高玻璃的物理化學性能,如強度、化學穩定性等;然后是碳和芒硝,兩個聯合使用,主要作用是作為澄清劑,以排除玻璃中的氣泡,是玻璃中的氣泡盡量少,以用來提高玻璃的透過率。總體而言,由封裝材料對電池進行封裝后所形成的絕緣系統對于上述漏電流而言是不完善的,同時推測來自于鈉鈣玻璃的金屬離子是形成具有PID效應的漏電流的主要載流介質。PID預防及恢復在光伏組件系統中很常見。湖南分布式電站P...
PID預防及恢復裝置包括PID效應能量恢復單元,PID效應能量恢復單元接入電網,由PID效應能量恢復單元將電網電壓轉換為高壓直流電后輸出,PID效應能量恢復單元的正極輸出端連接光伏電池組串的負極,PID效應能量恢復單元的負極輸出端連接至光伏電池組串的邊框所接的保護地,從而形成PID效應能量恢復回路,由開關單元將該PID效應能量恢復回路導通或斷開,從而將PID效應能量恢復單元從光伏發電系統中切入或切出。在不影響光伏逆變器工作的前提下,恢復因光伏電池組件PID現象導致光伏電池板輸出功率衰減的問題。在PID預防及恢復中,可以從材料上抑制PID效應,安全、可靠。上海分布式電站PID預防及恢復antip...
PID預防及恢復裝置連接于光伏陣列的正極與負極之間;光伏電池板的PID預防及恢復裝置包括隔離裝置、一阻抗元件、第二隔離裝置、第二阻抗元件、第三阻抗元件及直流電源;其中隔離裝置和第二隔離裝置均包括導通和關斷兩種狀態;隔離裝置與一阻抗元件串聯成正極支路;第二隔離裝置與第二阻抗元件串聯成負極支路;正極支路的一端與光伏陣列的正極相連,負極支路的一端與光伏陣列的負極相連;正極支路的另一端與負極支路的另一端相連,連接點作為光伏電池板的PID預防及恢復裝置的虛擬中性點;第三阻抗元件連接于虛擬中性點和直流電源的正極之間,直流電源的負極接地;或者,第三阻抗元件連接于直流電源的負極與地之間,直流電源的正極與虛擬中...
在PID預防及恢復中,漏電流對于PID效應的驗證,由于銅箔的存在,玻璃表面的絕緣性能被銅箔破壞,覆蓋到銅箔的玻璃區域,漏電流直接通過銅箔到達鋁邊框并流出,相當于該區域的玻璃(或該區域玻璃下面的電池片)被短路了,漏電流因而較大增加,造成了電池片的PID效應。不管是不是漏電流,所有電流的大小都與該回路的電壓、電阻有關:電壓越大,漏電流越大;電阻越大,漏電流越小。因此,除了增加系統電壓(從500V到1000V再到1500V)會增加漏電流外,回路上的電阻也會影響漏電流的大小。影響回路電阻的因素包括封裝材料的體積電阻、玻璃的Na+離子含量、環境濕度、玻璃表面電阻、邊框密封膠的電阻、鋁邊框的體積電阻和表面...
在PID預防及恢復中,電源部分中的一個模塊是400-1000V可調直流升壓電源電路,該部分的電壓輸出模式、時間、大小受控制單元控制,它為光伏組件提供400V-1000V直流偏壓。雖然目前國內外的電池組件生產廠家、科研機構、各大光伏實驗室和測試機構都沒與找出造成PID效應的真正原因。但是,要想徹底解決PID效應,業內公認的研究方向是EVA、玻璃、背板材料、封裝材料的重新組合。光伏組件PID測試是指在高溫高濕環境下(85°C和85%RH)給組件內部帶電體與邊框之間施加等于組件較大系統額定電壓(±1000V或±1500V)的電壓偏差,當內部光伏電路相對于地面為負偏壓時,框架和電池之間的電壓可導致玻璃...
在PID預防及恢復中,PID效應顧名思義就應該和電壓有關。經研究表明,導致組件PID的漏電流會隨著系統電壓的增加而增大,因而PID的風險也就越大。選取相同批次、相同材料的3塊組件(X、Y、Z),組件玻璃面無銅箔覆蓋,組件在60℃/85%RH環境中分別施加500V、1000V、1500V的偏壓1.5小時后測試組件功率,在500V和1000V負偏壓下未發生PID效應的組件,其同款在1500V負偏壓下產生了PID效應。如果進一步分析每塊組件的漏電流可以發現,1500V系統電壓下的漏電流較大,其次是1000V,再次是500V,從根本上來說,電池片發生PID是由于漏電流造成的電池片極化效應,漏電流越大,...