近期有客户询问关于PID效应的问题,希望了解PID效应原理以及P型、N型光伏组件PID机理和区别。
本期小课堂就为大家讲解组串式逆变器针对P型、N型光伏组件PID效应的解决方案,希望能帮到大家。
PID效应(Potential Induced Degradation),即电势诱导功率衰减,是影响光伏组件长期稳定可靠的关键因素,导致发电量减少。因此要避免PID效应,让光伏组件正常工作,维持正常发电性能。
PID效应的主要诱因
01
组件封装工艺不良导致密封性下降,在潮湿环境中长期使用,水汽渗入组件,破坏绝缘层。EVA胶膜、玻璃和水汽发生反应,产生Na+。在电场作用下,Na+聚集到减反层,导致PID现象。
02
光伏系统直流电压高,组串电压一般在1000V以上,工作电压约800V。此外,组件的铝合金边框需防雷接地,由于与电池片存在直流高压,进而导致电势诱导现象。
光伏组件PID主要类型
P型组件PID效应特点(双面玻璃)
P型双面双玻组件正面一般发生PID-s衰减,背面一般发生PID-p衰减,并可能有PID-c衰减。
正面:组件边框的防雷接地导致组件与边框之间形成负偏压。这会导致正面玻璃中的Na+离子迁移到电池片表面的胶膜层,并渗入硅晶体的缺陷中。这些离子会穿过PN结,形成PN结两端的漏电流通道,导致PID-s衰减现象。
背面:同样由于负偏压的存在,背面玻璃中的Na+离子会聚集到电池片背面的胶膜层上。这会吸引背面电子和带负电的钝化层,导致钝化效果恶化,从而引起PID-p衰减现象。此外,越靠近负极输出端的组件所承受的负偏压越大,PID失效现象也就越明显。
N型组件PID效应特点(双面玻璃)
对于n型双面双玻组件,其结构与p型相反,但原理类似。在正面,通常会发生PID-s和PID-p衰减,而在背面则主要为PID-s衰减。
正面:当与边框形成负偏压时,正面玻璃中的Na+离子会聚集在电池片表面的膜层上。这会导致两个问题:
① Na+离子穿过PN结,形成漏电通道,导致PID-s;
② 钝化层(Al2O3)中的负电子被Na+离子吸引,导致钝化层效果变差,引发PID-p。
与p型组件相比,n型组件由于正面载流子为电子,因此PID-s损失更大,而且相对于背面来说更严重。
背面:由于负偏压的存在,Na+离子会迅速聚集到背面的膜层上,穿过PN结,形成PN结两端的漏电流通道,导致PID-s衰减现象。
解决方案
从上述分析中可知,无论n型或是p型组件产生PID效应的诱因都是一致的,仅在不同位面的PID类型有所区分,因此防护方法相同,组串式逆变器系统中主要有以下几种:
01 虚拟中性接地方案
该方案适合大型光伏电站,通过抬升虚拟中性点的电位,使系统的组串负极对地电压接近零电位以实现PID抑制功能。
该方案适合新项目PID防护,无法对已经被PID效应影响的系统进行修复,且无法点对点防护,设备出现故障时,会影响整个子阵的组件防护。
02 正向偏置电压方案
通过内置或外置PID模块在光伏组串负极加正向偏置电压,修复PID效应,可提供自动模式,夜间模式和连续模式三种输出方式。
目前以内置防PID威廉希尔官方网站 为主,可实现以逆变器为单位的组串级PID防护,提高修复的精准度和可靠性,并且对变压器接入没有要求,锦浪逆变器便内置了PID修复模块。
03 锦浪内置防PID方案
锦浪防PID模块利用光伏组件PID可逆原理,在夜间逆变器停止工作的时间段,对组件负极和大地之间施加600-700V正电压让白天从PN结中流失的导电离子回到PN结中,从而恢复电池组件的发电能力。
内置PID模板优势
一、独立补偿:
①可实现PID模块与逆变器一对一管理,管理方式灵活。
②设备之间相对独立,避免因一台设备损坏影响其它设备的工作。
二、智能输出:
①智能识别逆变器运行状态,自动切换PID模块运行状态。
②具备主动修复能力,适用于所有光伏电站,可修复已发生PID现象的光伏组件。
三、系统友好:
①集成于逆变器内部,无需单独安装及接线,便于后期维护检修。
②点对点精细化的PID修复,不受子阵安装容量的限制。
总结
PID效应对光伏系统的发电量影响很大,特别是在高温高湿的环境中,预防PID效应对光伏系统的影响变得更加重要。通过采用组件PID效应的防护方案或使用带PID修复功能的组串式逆变器,可以有效预防组件PID现象,减少电站的发电量损失。
审核编辑:刘清
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原文标题:小课堂·38|组串式逆变器针对P型、N型光伏组件PID效应的解决方案
文章出处:【微信号:锦浪科技,微信公众号:锦浪科技】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。
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