非金属绝缘边框对光伏组件PID的影响及意义

 太阳能光伏发电是未来具有广泛应用前景的新能源，近几年的研究发现，晶体硅光伏组件在户外经过一段时间的运行后会出现输出功率降低，导致组件发电效率和电站运行效率降低。主要是因为存在于光伏组件中的电路与接地金属边框之间形成的高电压，会造成光伏组件性能的持续衰减，业内称之为电势差诱导衰减，即PID效应。 一旦发生PID效应，会大大影响电站的运营及投资收益，因而PID成为当前光伏投资商及业内普遍关注的热门话题。

目前已知的PID产生机理已为业界所熟悉，普遍认为从电池到封装材料，再经过玻璃，铝边框，与大地之间形成的漏电流通道是PID形成的主因。目前对PID解决方法的讨论和研究也集中在电池、封装材料上，抗PID的EVA已经成为业界所向。但从漏电流的通道来分析，边框对地之间的导电性也是漏电流的必经通道，从这个意义上说，如果能切断这一通道，或许也是解决或减缓PID效应的有效方法。

为了验证这一思路的可能性，友科太阳能与海润光伏利用Xcompo绝缘复合材料太阳能边框与铝合金边框制作了2片实验组件，进行对比性PID测试。其中一片是Xcompo边框组件，另外一片是铝合金边框组件，电池片均采用非抗PID电池片。

测试条件：
85℃温度， 85%湿度，1000V负电压，96h测试时间
接地方式：
铝边框正常接地；
Xcompo由于绝缘，边框不接地，固定组件的金属支架部分接地。
外观测试&绝缘耐压测试：
在PID测试前后外观均无明显变化，满足要求； 
在PID测试前后绝缘耐压测试均通过， >3000 MΩ.㎡ 

最大功率测试 ：



EL测试：



从以上测试来看，Xcompo边框因为绝缘优异，实际加载在边框内组件上的电势差估计远小于1000V,而铝合金边框因为导电，实际加载在边框内组件上的电势差即为1000V,这就造成了测试结果的巨大差异。同样的测试条件下，铝合金边框组件的功率衰减为33%，Xcompo边框组件的功率衰减为2.02%。

由此可见，组件从内部电路到对地的漏电流通道对PID效应的影响是很大的。加强PID通道的绝缘性减少PID效应不仅要提高封装材料的绝缘性，整个通道对地的绝缘性都会对漏电流产生影响。因此，非金属绝缘边框的应用，应该是帮助组件减少PID效应的主要方法之一，对于安全、高可靠性组件的开发有相当重要的意义。

长期来讲，由于光伏发电成本下降的需要，BOS成本需要不断降低，光伏电站系统电压正在朝1500V发展，权威检测机构已经在起草相关技术及测试标准，那么，对封装材料的绝缘性将会提出更加严格的要求，对于抗PID的解决方案，一定是组件内电池、EVA、背板、玻璃及边框的绝缘等级提高组合拳。并且，当下为了解决光伏电站土地稀缺，西部电站输电难的问题，在沿海滩涂、海上岛屿、湖泊、池塘、水库、化工厂屋顶、污水处理厂等恶劣的环境下建设电站将成为趋势。为此，如何确保光伏组件在恶劣环境中安全、稳定、可靠的发电，成为业内共同需要解决的问题，耐腐蚀、绝缘、高强度成为组件必需具备的特性，非金属绝缘边框Xcompo给组件的未来发展提拱了有力的保障。