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簡析PID如何改善大型光伏系統(tǒng)性能
日期:2016-03-18
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責任編輯:july07
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通常情況下,組件需要從項目場地摘除,并運至實驗室進行EL成像和I–V曲線測量,但這些步驟現(xiàn)在可以在不拆除組件的情況下在現(xiàn)場完成。EL成像可在現(xiàn)場通過CCD(電荷耦合元件)攝像頭進行,同時在夜間對組件進行電壓偏置。IR成像則使用IR攝像頭進行,同時組件仍可在項目現(xiàn)場正常運行。但這種方式有可能出現(xiàn)準確性誤差,因為PID并不是造成太陽能電池出現(xiàn)高溫現(xiàn)象的唯一因素[15]。I–V曲線跟蹤器也可以在項目現(xiàn)場使用,但對每個組件進行單獨測試的過程極為耗時且昂貴。但是,早期診斷可有助于適當?shù)臏p緩技術的應用決定,并防止在設備使用生命周期內(nèi)出現(xiàn)進一步的性能及收益損失。
PID現(xiàn)象的緩解
在現(xiàn)場環(huán)境中,高溫高濕度狀況的偶爾出現(xiàn),使得組件具有從PID狀況中恢復的實際。除了依賴有利的自然環(huán)境外,在系統(tǒng)、組件和電池層級上還有多種為減緩或防止PID狀況的解決方案正在研發(fā)之中。
在使用了傳統(tǒng)逆變器的系統(tǒng)中,將系統(tǒng)負極接地也有助于防止PID狀況的發(fā)生。SMA等公司還研發(fā)出offset box(彌轉盒)[17],可通過非隔離型逆變器彌轉PID現(xiàn)象。通過將offset box與逆變器并聯(lián),從而在系統(tǒng)上施加等量反極電壓,組件大多可以從所受的PID 影響中完全恢復。此外,PID狀況還可通過使用抗PID的密封產(chǎn)品,如Enlight聚丙烯封裝膜[18]、離子交聯(lián)聚合物膜、化學強化玻璃等,在組件層級進行減緩。
多家組件制造商均宣稱已研發(fā)出不受PID影響的組件,均已使用抗PID材料、防PID太陽能電池和封裝技術為基礎。此外,無框組件和雙玻組件也同樣被認為不會出現(xiàn)PID狀況,因為此類產(chǎn)品中并不存在造成高電勢差的路徑;但是,此類組件在進行支架安裝時所使用的金屬夾有可能對無PID特性造成負面影響。因此就需要對相關項目進行盡職調(diào)查,以確保所使用的材料清單及相關操作流程均為無PID類型,因此,可在整個系統(tǒng)層面上避免PID現(xiàn)象的發(fā)生[19]。在一些案例中,如果未被及時發(fā)現(xiàn),或是由于電化學反應而造成,PID狀況有可能是不可逆轉的。為減少未來檢測和恢復成本,因此建議在條件允許的情況下,在現(xiàn)場安裝前對組件進行PID抗性測試。
PID易患性的預測性檢測
實驗室模擬環(huán)境中針對PID 的兩種主要檢測方式使用了環(huán)境模擬艙和鋁箔法。起初,PID測試是從IEC 61215標準中的濕熱測試演變而來,測試環(huán)境為85oC和85%RH。一些機構目前使用的是基于IEC62804 TS測試方式草稿而修改的測試方式。
測試將在60°C± 2°C、85% ± 3% RH的環(huán)境模擬艙內(nèi)進行96個小時,并施加-1000V或銘牌額定系統(tǒng)電壓值的電壓偏置;這一標準是基于NREL進行的循環(huán)對比測試結果而制定的[20]。Hacke等人[21]在報告中表明在高RH、85oC的溫度環(huán)境下,系統(tǒng)中會出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象和串電阻損失,而這種條件無法模擬現(xiàn)場中實際發(fā)生的PID現(xiàn)象。此外,盡管100%濕度環(huán)境是作為理想的條件,但這一設置同時還可能由于環(huán)境模擬艙內(nèi)的冷凝而造成壓力,這一狀況時項目現(xiàn)場中不會出現(xiàn)的[22]。60oC、85%RH的測試條件因此被選為最具代表性的條件。
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