光伏电站PID效应装置
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PID是电位诱发衰减(Potential Induced Degradation)。光伏组件长期在高电压作用下会使得玻璃、封装材料之间存在漏电流,大量电荷聚集在电池片表面,使得电池片表面的钝化效果恶化,导致FF、Isc、Voc降低,使组件性能低于设计标准,这种现象叫电位诱发衰减,简称PID效应。实践表明,无论是晶硅组件或者薄膜组件等任何一种组件,在负偏压下都有PID的风险,当组件发生PID效应时,会严重影响发电效率,严重的,发电效率会衰减到额定值的50%以下,严重影响光伏电站周期。 PID的衰减模式有: 1)半导体区受到影响,导致分层现象: 层内离子的迁移,导致电荷聚集,影响半导体材料表面的区。严重情况下,离子的聚集,例如钠离子在玻璃表面的聚集,将导致分层现象。 2)半导体结的性能衰减和分流现象: 离子迁移会发生在层内,使半导体结的性能衰减并造成分流。 3)电离腐蚀和大量金属离子的迁移现象: 通常封装过程中的会造成电解腐蚀和金属导电离子的迁移。 目前,造成PID现象的原因可能分外部原因和内部原因2种: 外部原因:光伏组件在野外高温、潮湿和由于光伏阵列接地方式引起的光伏组件严重的腐蚀和衰退。 内部原因:是逆变器不接地;环境条件如温湿度使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;电池生产工艺等方面。 针对减缓、抑制、消除PID效应,目前有以下几种常见办法: 1)系统负接地:即光伏系统接地。光伏系统由光伏组件、汇流箱、直流配电柜、逆变器等元件、设备组成。比较常见的方式为选取汇流箱或者逆变器的负接地。,该方法可以、减缓PID现象发生。但该种方法与目前设计的主流的光伏系统不同,为了考虑,目前光伏系统的设计都是采用直流侧不接地的方式,即光伏系统的直流侧的正和负都未与大地有任何电气连接。如果强行采用负接地的方式,会导致一些杂散电流从接地通道叠加在直流侧输入端,并且当正缘破损时,可能对人、设备、系统产生严重的伤害。 在光伏系统中,未接地系统在实际使用时,光伏组件的负电势会比地要低,负和地之间存在一个负电压,会导致光伏PID现象的产生。为了遏制PID现象的产生,用简单的负接地,迫使负和地之间等电位。这种办法虽然能的遏制PID现象的产生速度,但是也会带来新的问题。譬如,当系统正发生接地故障时,系统的漏电流会比较大,对光伏电站会是一个大的威胁。因为负接地,那么大地就和负是等电位,这样如果人员误触到光伏组件的正,会对人员的人身造成大的损害。同时,由于光伏系统负接地,那么系统的交流侧和直流侧就会形成的环流,对光伏系统也存在不因素。 2)封装材料缘强度:目前各个组件工厂都在通过封装材料的缘强度来减小组件对地的漏电流,事实证明,封装材料的缘强度的确可以减缓PID现象发生的时间,但PID现象的发生,还是困难的。 3)调整电池片的工艺:通过调整电池片工艺,也可以减缓PID现象的发生。 电源上的二管是反向并联的,起到保护作用,后级电路关闭,剩余电流对元器件造成伤害。 发明内容 PID效应装置在光伏系统的负和地之间接入一个高阻值的电阻1,避免了负直接接地,即使正故障时接地,或者人触摸到系统的正,也能把电流限制在的范围内,系统和人员的。同时,我们在系统的负和地之间接入了一个可调直流电源2,用于抬高系统的负和地之间的电压,可调直流电源2通过控制器9调节,正向电压抑制PID现象的效果,同时调节具有连续性和实时性。