光伏组件作为光伏发电系统中的***组成部分,质量问题影响着电站系统效率,其中,热斑效应和PID效应对光伏组件功率的影响尤其突出,不容忽视。今天小编介绍影响光伏组件功率好坏的两大效应详解;
1、热斑效应
热斑效应是指在一定条件下,串联支路中被遮蔽的光伏组件将当做负载,消耗其他被光照的电池组件所产生的能量,被遮挡的光伏电池组件此时将会发热的现象;被遮挡的光伏组件、将会消耗有光照的光伏组件所产生的部分能量或所有能量,降低输出功率;西方国家利用别墅屋顶建光伏电站随处可见,就像我们楼顶安装太阳热水器一样普遍。严重将会光伏组件、甚至烧毁组件。
2、热斑效应产生原因
造成热斑效应的根源是有个别坏电池的混入、电极焊片虚焊、电池由裂纹演变为破碎、个别电池特性变坏、电池局部受到阴影遮挡等;由于局部阴影的存在,光伏组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使电池组件局部电流与电压之积增大,从而在这些电池组件上产生了局部温升;农村的房屋大都是独立产权的独门独户小院子,安装光伏发电系统不会有产权纠纷。
3、防护措施要求
在光伏电池组件的正负极间并联一个旁路二极管,以增加方阵的可靠性。通常情况下,旁路二极管处于反偏压,不影响组件正常工作。其原理是当一个电池被遮挡时,其他电池促其反偏成为大电阻,此时二极管导通,总电池中超过被遮电池光生电流的部分被二极管分流,从而避免被遮电池过热损坏。提高光伏系统效率,目前我国大部分电站的系统效率在80%左右,低于发达国家85%的系统效率。以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。
2、PID效应
电位诱发衰减效应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,会引起一块光伏组件功率衰减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。在2019年中分布式光伏人气不断提升,越来越多的人对些进行关注,但是仍然有许多房屋所有者是谁不知道改用这种可再生能源解决方案的许多优点。
3、产生的原因
一是系统设计原因,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,通过有变压器的逆变器负极接地,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;以目前的电价水平,如果系统成本降到每瓦4元,系统效率提高到85%以上,融资成本5%以下,大部分地方都可以实现平价上网。二是光伏组件原因,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;三是电池片原因,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。
4、有效抑制PID效应的措施
首先是从组件侧考虑,采用非Na、Ca玻璃提高玻璃的体电阻,阻断漏电流通路的形成;光伏发电系统由光伏方阵(光伏方阵由光伏组件串并联而成)、控制器、蓄电池组、直流/交流逆变器等部分组成。或者采用非乙烯—共聚物的封装材料;其次是从逆变器侧考虑,采用组件负极接地的方式,防止负偏压造成的漏电流形成,处置方案简便、成本低、***,但负极直接接地会造成安全隐患,威胁电站的正常运行和运维安全。逆变器负极接地后,若发生组件正极接地故障则会造成电池板短路,而运维人员如若接触到正极则会发生危险,所以负极接地电路必须具有异常电流监测及分断保护系统,方可在抑制PID效应的同时保障电站设备的运行安全。
太阳能光伏发电的普及让屋顶变成了香饽饽,越来越多的人加入到这场光伏热中来,而那些持观望态度的人对于太阳能光伏发电是有各种各种的疑惑和担忧,那么总结来说就是以下四点:
担忧一:损坏屋顶,破坏屋顶防水。
不管是工商业还是户用的业主,都会有这样的担忧,因为整体光伏发电系统,会涵盖组件、逆变器、支架、以及相关系统配件,这套系统放在屋顶上面,对于屋顶的负载不是一斤两斤的重量,屋顶会不会被压坏?另外就是屋顶上面在铺设支架的时候根据屋顶类型需要打孔,稳固根基,会不会出现漏雨?只要在正南±20°之内,都不会对发电量有太大的影响,条件允许的话,应尽可能偏西南20°。
首先可以肯定在屋顶建站前,都会对实地的环境和情况进行勘测,对屋顶的承重能力准确核算,确认没有问题之后才会施工建设。
建设支架的时候涉及到的打孔,也会进行防漏水、渗水处理,确保建在屋顶上的电站不会漏雨。整个电站建设完成后也会进行反复确认,确保电站在正常发电的同时,不影响业主的正常生活。
担忧二:建设光伏电站影响工厂生产。
建设工商业电站对于一些生产型的企业来说,他们担心在建设光伏电站过程中会影响工厂的生产进度。其实光伏发电系统在安装施工过程中,并不会影响工厂内部生产,通常都是室外作业,企业无需停产。
商业电站相比家庭式分布电站来说,虽然在工程量与施工工艺来说都要复杂,但是其本质依然是屋顶建站,这点是不变的,除非涉及到一些特殊的企业,有自身的安装需求,否则是不会影响企业的正常运作。
担忧三:发电用电是否安全。
光伏发电因为没有运动部件,不易损坏,维护简单;光伏发电在运行过程中不会产生任何废弃物,没有污染、噪声等公害,对环境无不良影响,是理想的清洁能源等,这些优点让分布式光伏发电不存在较高的操作难度和危险性,安全性得到了保障。
担忧四:光伏系统质量问题。
光伏发电系统由光伏组件、逆变器、支架以及系统配件组成,而业主所担心的就是光伏发电系统会频繁出现故障,影响发电,影响收益。这其中***关键的部分是逆变器、组件,在一些新闻报道中这两部分问题频发,如出现降级组件,劣质组件等,逆变器质量不过关,认证不齐全,造成电站被烧,被毁现象。业主有着这样的担心也不为过。光伏组件效率和品质计算公式:理论发电量=年平均太阳辐射总量*电池总面积*光电转化效率,这里面有两个因素电池面积和光电转化效率,转化效率对电站的发电量影响是直接的。在这里提两点,***点选择***,光伏发电设备的选择一点要选择行业***,不能因为贪图便宜,而舍弃电站质量,***终损失的还是自己;第二点,找***的系统安装商,只要***的系统安装商,才能确保施工质量,确保电站的稳定运行。
利用建筑屋顶及附属场地建设的分布式光伏发电项目,在项目备案时可选择“自发自用、余电上网”或“全额上网”中的一种模式。它倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。但采用的聚光方式多样化,开始采用平板集热器和低沸点公质,装置逐渐扩大。
在地面或利用农业大棚等无电力消费设施建设、以35千伏及以下电压等级接入电网(东北地区66千伏及以下)、单个项目容量不超过2万千瓦且所发电量主要在并网点变电台区消纳的光伏电站项目,纳入分布式光伏发电规模指标管理。
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