当前位置:首页 > 光伏资讯 > 光伏科技 > 正文

光伏组件一二三:参数、热斑效应和PID效应、运营后检测

来源:王淑娟发布时间:2014-08-26 07:50:26
 毫无疑问,光伏组件光伏电站最重要的设备之一,今天来说说常用的多晶硅光伏组件,包含:光伏组件的关键参数、热斑效应和PID效应、运营后检测。

一、光伏组件技术规格书中的关键参数

1、功率
我们常说,采用255Wp光伏组件。下表的“p”为peak的缩写,代表其峰值功率为255W。所有的技术规格书中都会标注“标准测试条件”的。下图为常州天合的光伏组件技术规格书一部分(250W,下同)。


只有在标准测试条件(辐照度为1000W/m2,电池温度25℃)时,光伏组件的输出功率才是“标称功率”(250W),辐照度和温度变化时,功率肯定会变化。另外,功率误差为正负3%,说明组件的实际功率是242.5~257.5W都是增长的。不过,这个组件的功率偏差为正偏差3%。

在非标准条件下,光伏组件的输出功率一般不是标称功率,如下图。


辐照度为800W/m2,电池温度20℃时,250W的组件输出功率只有183W,为标况下的73.2%。

2、效率

理论上,尺寸、标称功率相同的组件,效率肯定是相同的。光伏组件是由电池片组成,一块光伏组件通常由60片(6×10)或72片(6×10)电池片组成,面积分别为1.638 m2(0.992m×1.652m)和3.895 m2(0.992m×1.956m)。


    辐照度为1000W/m2时,1.638 m2组件上接收的功率为1638W,当输出为250W时,效率为15.3%,255W时为15.6%。


3、电压与温度系数

电压分开路电压和MPPT电压,温度系数分电压温度系数和功率温度系数。在进行串并联方案设计时,要用开路电压、工作电压、温度系数、当地极端温度(最好是昼间)进行最大开路电压和MPPT电压范围的计算,与逆变器进行匹配。

二、影响光伏组件的两个效应

1、热斑效应

一串联支路中被遮蔽的太阳电池组件,将被当作负载消耗其他有光照的太阳电池组件所产生的能量,被遮蔽的太阳电池组件此时会发热,这就是热斑效应。
这种效应能严重的破坏太阳电池。有光照的太阳电池所产生的部分能量,都可能被遮蔽的电池所消耗。而造成热斑效应的,可能仅仅是一块鸟粪。
为了防止太阳电池由于热斑效应而遭受破坏,最好在太阳电池组件的正负极间并联一个旁路二极管,以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。当热斑效应严重时,旁路二极管可能会被击穿,令组件烧毁,如下图(图片来自于TUV-Rheinland)。


2、PID效应

(参考何宝华等《晶体硅光伏组件抗PID技术研究》中内容)
电位诱发衰减效应(PID,PotentialInduced Degradation)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,大量电荷狙击在电池片表面,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、高盐碱的沿海地区最易发生PID现象。

造成组件PID现象的原因主要有以下三个方面:

1)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;

2)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醋酸乙烯酯(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;

3)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。
上述引起PID现象的三方面中,由在光伏系统中的组件边框与组件内部的电势差而引起的组件PID现象被行业所公认,但在组件和电池片两个方面组件产生PID现象的机理尚不明确,相应的进一步提升组件的抗PID性能的措施仍不清楚。

三、光伏组件性能的检测

光伏电站运行一段时间后,需要进行检测,来确定光伏电站的性能。涉及光伏组件的,主要包含以下项目。

1、功率衰减测试

光伏组件运行1年和25年后的衰减率到底有多少?25年太久,现在可能还没有运行这么长时间的电站。按国家标准,晶硅电池2年的衰减率应该在3.2%以内。但目前这个数据还真的很难说,原因有三:

1)光伏组件出场功率是用实验室标准光源和测试环境标定的,但似乎国内不同厂家的标准光源是存在一定的差异的。那在A厂标定的250W的组件,到了B厂,可能就是245W的组件的。

2)现场检测所用的仪器精确度较差,据说5%以内的误差都是可以接受的。用误差5%的仪器,测2%(1年)的衰减,难度有些大,结果也令人怀疑。

3)现场的测试条件跟实验室的相差较大,正好在1000W/m2、25℃的时间太少了!所以,就需要进行一个测试值向标准值的转化,而输出功率与辐照度仅在一个很小的区间内正相关。如图2所示,即使在800W/m2时,也不是正相关的。因此,在转化的时候,肯定存在误差。
另外,很多组件出场可能就是-3%的功率偏差,还没衰减,3%就直接没了……

2、EL测试

当光伏组件出现问题时,局部电阻升高,该区域温度就会升高。EL测试仪就像我们体检中的X光机一样,可以对光伏组件进行体检——通过红外图像拍摄,根据温度不同,图像呈现不同的颜色,从而非常容易的发现光伏组件的很多问题:隐裂、热斑、PID效应等。

光伏组件在运输、搬运、安装等过程中,容易被踩踏、撞击,导致组件产生不易察觉的隐裂,极大影响组件输出功率。用EL变可以检测出来,如下图。
下图为热斑现象的红外照片(图片来自于TUV-Rheinland),红点部分为产生热斑处。
下图为PID效应的红外照片, PID效应严重的电池片发黑。





除了上述监测外,对组件的外观检查也非常重要。如组件背板划痕、变黄、鼓泡,连接器脱落等。

责任编辑:carol

特别声明:
凡本网注明来源: "索比光伏网或索比咨询"的所有作品,均为本网站www.solarbe.com合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。

经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明来源: "索比光伏网或索比咨询"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
推荐新闻
三峡欧洲公司与西班牙签署Refraction光伏电站收购协议

三峡欧洲公司与西班牙签署Refraction光伏电站收购协议

近日,三峡欧洲公司在西班牙正式签署了关于Refraction光伏电站的收购协议。

光伏电站绿色能源
2025-01-06
新疆2025年双边交易:光伏电价再降至0.1648元/度

新疆2025年双边交易:光伏电价再降至0.1648元/度

总体结果来看,新疆2025年双边交易申报电量同比增长43.6%,成交电量同比增长35.07%,未全部成交,成交率94.07%。水火风光各类型电源申报电量均大幅增长,而光伏申报电量增长最高81.37%,火电增幅最低38.11%。

光伏电站光伏电价
2025-01-06
屋顶添“绿能”!正泰新能助力巴基斯坦又一屋顶项目顺利并网

屋顶添“绿能”!正泰新能助力巴基斯坦又一屋顶项目顺利并网

该项目采用“自发自用,余电上网”模式,利用Manan shahid Forgings 的屋顶安装分布式光伏电站。此次项目的实施,全部采用正泰新能ASTRO N7系列组件,该系列组件通过叠加SMBB技术,导入矩形硅片和间隙反光膜技术,组件效率最高可达23.3%,具备高功率、高效率、高可靠性、高单瓦发电量以及高性价比等多重优势,可满足各类复杂环境需求,为用户稳定高效的输出新能源绿色电力,有效解决了公司内用电需求。

正泰新能分布式光伏电站
2025-01-03
海南“摩羯”受灾区首个百兆级光伏电站全容量恢复并网

海南“摩羯”受灾区首个百兆级光伏电站全容量恢复并网

12月26日,华电海南公司华林文昌100MW农(渔)光互补项目一期完成了灾后复建,实现全容量并网,是超强台风“摩羯”受灾区百兆级光伏电站中首个全容量恢复并网的项目,刷新了国内光伏项目建设纪录。

光伏电站光伏项目
2024-12-31
商务部征求《光伏组件出口产品低碳评价要求》行业标准意见

商务部征求《光伏组件出口产品低碳评价要求》行业标准意见

1月6日,商务部外贸司就《光伏组件出口产品低碳评价要求(征求意见稿)》行业标准公开征求意见,该文件规定了光伏组件碳足迹评价的功能单位、系统边界、取舍准则、数据和数据质量、计算方法、数据质量评估、低碳评价要求、产品碳足迹研究报告的一般原则和方法。文件适用于光伏组件出口产品的低碳评价。

光伏组件碳足迹
2025-01-08
驱动能源变革新征程 光伏组件价格指数发布

驱动能源变革新征程 光伏组件价格指数发布

当前,能源领域正经历着深刻变革,可再生能源成为推动经济可持续发展与应对气候变化的核心力量。其中,光伏产业凭借其清洁、高效、可持续的特性,在全球能源版图中占据着愈发关键的地位,迎来前所未有的发展机遇期。

可再生能源光伏组件
2025-01-06
0.665、0.735、0.755元/瓦,中国能源研究会发布首期三类光伏组件价格指数

0.665、0.735、0.755元/瓦,中国能源研究会发布首期三类光伏组件价格指数

2025年1月3日,由中国能源研究会主办,绿色供应链专业委员会与大司空(北京)信息科技有限公司承办,隆基绿能科技股份有限公司与晶澳太阳能科技股份有限公司赞助支持的“光伏组件价格指数发布暨首期指数”在人民日报社新媒体大厦初心演播厅正式发布。

光伏组件价格光伏产业
2025-01-05
维护行业良性发展,中国大唐率先提出“光伏质控20条”

维护行业良性发展,中国大唐率先提出“光伏质控20条”

中国大唐旗下中国水利电力物资集团有限公司(以下简称“中水物资集团”)召开光伏组件采购质量技术研讨会,从采购侧率先提出了“光伏质控20条”,旨在维护行业的良性发展,提升中国大唐光伏设备采购质量。

中国大唐光伏组件光伏质控
2025-01-05
返回索比光伏网首页 回到光伏组件一二三:参数、热斑效应和PID效应、运营后检测上方
关闭
关闭