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光伏发电系统得了“风湿病”怎么办?

发表于:2016-07-13 17:25:22 来源:阳光电源

2016年6月,八个新的光伏“领跑者”基地审批通过,其中多个基地是水面光伏电站应用场景,如何预防新建电站不会得“风湿病”显得迫切重要。只有清晰地了解光伏系统“风湿病”的“病因”,并有针对性的开出药方,才能从根本上治好“风湿病”,保障电站25年生命周期内最大收益。

在走访一些潮湿环境的光伏发电系统过程中,一个经常被提到的问题是光伏发电系统运行一段时间后,发电量下降明显,导致电站收益大幅降低,严重损害了业主的利益。经现场测试发现,多个光伏发电系统在建成一至两年后,有的背板组件功率大幅衰减(见表1),部分背板组件功率衰减高达50%以上,而组件功率衰减正是导致光伏系统发电量下降的重要原因之一。

表一 某实际电站中组件发生PID现象前后的各指标对比

为何光伏发电系统会得“风湿病”?

组件功率衰减对系统发电量的影响巨大,而引发组件功率衰减的原因很多,如光致衰减、老化衰减、隐裂、电池片破裂等,其中重要原因之一是组件PID效应,组件PID效应是因为负极对地电压小于0,导致组件电子流失造成了组件功率衰减,让光伏发电系统患上“风湿病”(如图1)。

据了解,造成组件PID的原因也有很多,在潮湿、高温的环境下更容易发生,且湿度越大、温度越高,PID效应越容易发生,所以在东部屋顶、水面等湿度大、温度高的应用场景中,组件PID对光伏电站发电量的影响更加明显。

注:VPE:地电压,VNPE:中性点对地电压,VPG:组串电压

图1 潮湿环境下组件对地电压小于0得了“风湿病”

业内专家分析指出,光伏发电系统是否会患“风湿病”,主要受到两个因素影响:一个因素是光伏组件是否足够强壮,能够抵抗高湿、高温环境;二是光伏组件工作时电气环境是否具有催化作用。两个“病因”同时满足才会导致“风湿病”,只要其中任何一个“病因”不满足,就不会得病。

治疗光伏发电系统“风湿病”的常见药方

解决组件PID,需要解决组件负极对地电压小于0的问题,根据“病因”可以从下面两个方向下药。

第一类药方是让光伏组件更加强壮。组件厂家已经从材料、结构等方面做了大量的工作并取得了一定的进展,例如双玻组件具有非常强的抗PID特性。

第二类药方是消除催化“风湿病”的电气环境。为了消除这种催化“风湿病”的电气环境,很多逆变器厂家都推出了解决方案,得到普遍认可的方案有负极直接接地方案、PID夜间补偿解决方案和阳光电源独创的负极虚拟接地方案等。

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