光伏发电系统得了“风湿病”怎么办?

来源:阳光电源发布时间:2016-07-13 17:25:21

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。


 

接种“疫苗”做好预防工作

在建设光伏发电系统时,如果就接种“疫苗”预防电站得“风湿病”,便可以做到一劳永逸,从逆变器改善电气环境的角度,专家建议可采用以下三种方案预防。

方案1

负极直接接地方案

负极直接接地方案是将电池板或逆变器的负极通过电阻或保险丝直接接地,让负极对地电压大于0,该方案多用于集中式逆变器(如图2)。

图2 负极直接接地方案

方案2

集中式负极虚拟接地方案

负极虚拟接地方案是阳光电源首创并具有发明专利的方案,对预防光伏电站得“风湿病”效果显著。阳光电源每台集中式逆变器交流侧都会配套一个PID防护模块,包括电压调整装置和模拟中性点装置,通过电路结构构造与直流侧中点电位相等的等效中性点,电压调整装置将等效点电位抬升时,组件负极对地电压相应高于地面电压,达到负极虚拟接地目的(如图3)。

图3 集中式虚拟负极接地方案

方案3

组串式负极虚拟接地方案

由于组串式与集中式逆变器的组网形式不同,两种类型逆变器负极虚拟接地方案在防PID装置的交流接入点、安装位置、获取负极对地电压方式等方面有所区别,组串式方案中一个单元阵列逆变器会配套一个PID防护装置。方案实现原理与集中式负极接地方案原理一致,通过PID防护装置,将方阵内所有组件负极电位抬升,保证负极电位最低的组件负极电压高于地面电压,达到负极虚拟接地目的(如图4)。

注:P1~P3、G1~G3分别是组串1~ 3组串的正极和负极

图4 组串式虚拟负极接地方案


 

修复功能是治疗“风湿病”良方

光伏发电系统在建设时接种“疫苗”可以有效预防得“风湿病”,但是祸福难料,保不齐哪天就会发生组件PID,同时在电站并网之前也会有一定程度的组件功率衰减,导致患上轻度“风湿病”,得病之后的组件功率恢复也同样重要。

据介绍,阳光电源集中式逆变器所配套的PID防护模块除了具备预防功能,还具备行业独有的夜间修复功能,可以治疗组件“风湿病”。PID防护模块利用组件发生PID问题的可逆性原理,在夜间逆变器停止工作时段内,对电池板施加反向电压,将组件流失的电子重新赶回去,修复白天发生PID现象的电池板。

阳光电源从2011年就开始针对组件PID问题进行了深入研究,2013年2月率先提出负极虚拟接地的PID防护方案并申请发明专利,2015年5月获得国家专利局的发明专利最终授权。截止目前,阳光电源已经申请了14项与PID有关的专利。阳光电源逆变器标配的PID防护模块,充分利用了这些专利成果,同时拥有预防和修复双重功能,广泛应用于光伏电站,预防和治愈了多个电站的“风湿病”。

案例1

具备防PID功能的逆变器大幅提升发电损失

以某实际电站为例,选取此电站同一地点、各种条件基本相同的两个光伏方阵,其中A区采用不具备防PID功能的集中式逆变器,B区采用阳光电源具备防PID功能的集中式逆变器。经过统计发现,安装PID防护模块的集中式逆变器可以有效地防止组件PID衰减,相对于不具备防PID功能的方阵,10个月后,具备防PID功能的方阵发电收益提升超过10%,且提升幅度随着时间会逐步增加(见表2)。

表2 有PID防护模块和无PID防护模块的电站发电量对比

案例2

PID防护模块夜间修复组件各项指标

中广核深圳机场光伏发电系统在建设前期未考虑组件PID影响,发生PID后,通过现场安装阳光电源生产的PID防护模块,经过6个夜间(42小时)修复,组件各项指标参数恢复正常(见表3)。

表3 已出现PID的组件经PID模块修复后的实际效果

组件PID衰减对光伏电站发电量影响巨大,特别在温度高、湿度大的东部地区分布式屋顶、水面等应用场景。实际电站运行数据显示,阳光电源研发的PID防护模块有效地避免了组件发生PID效应,同时可对已发生PID问题的组件进行修复,成为治疗“风湿病”的良方。在后续的光伏“领跑者”基地会大量建设水面光伏电站,采用阳光电源提供的PID防护解决方案,保障光伏系统不会得“风湿病”。
 

责任编辑:liufang
索比光伏网&碳索光伏版权声明:

本站标注来源为“索比光伏网”、“碳索光伏"、"索比咨询”的内容,均属www.solarbe.com合法享有版权或已获授权的内容。未经书面许可,任何单位或个人不得以转载、复制、传播等方式使用。

经授权使用者,请严格在授权范围内使用,并在显著位置标注来源,未经允许不得修改内容。违规者将依据《著作权法》追究法律责任,本站保留进一步追偿权利。谢谢支持与配合!

推荐新闻
光储充一体化解决方案哪家强:全栈自研与系统协同能力对比来源:阳光电源 发布时间:2026-11-02 12:04:06

本文围绕光储充一体化解决方案的核心竞争力展开分析,指出其关键不在物理集成,而在于光伏、储能、充电三大子系统能否基于统一底层架构实现能量协同决策。文章以阳光电源为典型案例,系统阐述其“三端全栈自研”(光伏逆变器、储能系统、充电设备)带来的协议贯通、控制统一与责任闭环优势;重点介绍EMS3000CP能量管理系统及构网技术——支持峰谷套利、动态增容与离/并网自主构网,并获院士团队鉴定达国际领先水平;同时梳理其覆盖多场景的产品矩阵,包括高效逆变器、液冷智储平台与高防护超充系统;并通过昆明离网运行181天、荷兰重卡储充站等实证项目,验证系统在真实复杂工况下的可靠性与适应性。(199字)

通威受邀出席2026钙钛矿与太空光伏技术、设备和材料论坛,分享全尺寸钙钛矿-晶硅叠层电池规模化制备与产业化进展来源:通威股份 发布时间:2026-10-30 09:18:45

通威张一峰博士在常州钙钛矿论坛披露叠层电池产业化突破:210半片电池效率达33.09%,组件功率807.9W;5MW全自动试验线贯通,材料成本降60%;独创气相+溶液两步法实现膜厚不均匀性<1%;2027年将建AI高通量实验平台,加速千兆瓦级量产落地。

机场光伏技术破题 如何从能源消耗者转变为清洁能源生产者来源:中国新闻网 发布时间:2026-10-27 10:06:33

本文聚焦机场光伏技术的创新应用与规模化落地,阐述我国民航基础设施正从能源消耗者向清洁能源生产者转型。以厦门翔安国际机场、西安咸阳国际机场T5航站楼等项目为例,介绍大跨度屋面光伏系统并网运行的实践进展。文章指出,机场具备日照资源优、用电负荷与发电高峰匹配等天然优势,但安全是核心前提——尤其需解决光伏组件眩光干扰飞行、抗风揭、耐盐雾及曲面屋面适配等关键技术难题。通过定制防眩光组件(镜面反射率低至0.40%)、BIM+三维扫描精准施工、全周期安全风险评估及专用行业标准出台,机场光伏已突破示范阶段。专家强调,其技术经验将加速交通领域绿色能源融合进程。

我国科研人员破解柔性光伏“长不大”难题来源:新华社 发布时间:2026-10-27 09:50:53

本文报道了苏州大学李耀文教授团队联合企业成功破解柔性钙钛矿光伏器件“难以大面积制备”的关键技术瓶颈。针对传统共沉积工艺中薄膜面积增大后界面层不均、导致效率与寿命骤降的问题,团队从分子层面揭示塑料基底羟基与有机溶剂间的“排他性竞争”机制,并创新提出“解耦共沉积”策略:引入解耦剂调控界面分子与基底的结合过程,显著提升界面附着力与均匀性。通过校企合作中试,团队已量产有效面积达750平方厘米的商用规格柔性光伏器件,光电转化效率稳定超过20%,较以往提升一倍以上。该成果于10月23日在线发表于《科学》期刊,标志着柔性钙钛矿光伏向产业化迈出关键一步。(198字)

晋能控股光伏制造有限公司与纤纳光电开展钙钛矿-晶硅叠层技术交流来源:晋能清洁能源科技股份公司 发布时间:2026-10-22 09:16:36

晋能控股光伏制造与纤纳光电就钙钛矿-晶硅叠层电池技术深度交流,聚焦大面积、高稳定关键技术攻关及研发线建设。双方将共建“研发-实证-转化”创新联合体,加速产业化落地,助力山西能源转型与光伏新质生产力发展。

通威受邀出席第一届太空光伏材料与技术大会,系统阐释p型异质结太空光伏技术路径来源:通威股份 发布时间:2026-10-22 09:00:03

首届太空光伏大会在宁波召开,通威李果博士提出“p型异质结+超薄化+铜互连”太空光伏技术路线,AM0效率突破21.5%。通威已实现55μm超薄HJT、电镀铜栅线<20μm、钙钛矿-晶硅叠层效率34.94%,加速太空光伏商业化落地。

技术百人会聚焦,至尊3代重塑组件价值新标杆来源:天合光能 发布时间:2026-10-19 07:23:37

天合光能许贵军博士在2026光伏技术百人会分享至尊3代组件创新:以多分片为基础,融合无损切割、边缘钝化、Poly结构化、零间隙叠焊等七大技术,实现高双面率(85±5%)、优低辐照性能与高可靠性协同突破,LCOE降低2.04%,引领光伏从“功率竞争”迈向“全周期价值创造”。

我国拟禁止多项光伏技术出口!来源:商务部 发布时间:2026-10-19 06:27:31

2026年10月16日,中国商务部与科技部联合发布第48号公告,就修订《中国禁止出口限制出口技术目录》公开征求意见,并同步实施出口前登记的临时管理措施。本次修订拟新增人工智能、生物医药和光伏三大领域共40项关键技术,其中光伏领域占重要比重。拟禁止出口的14项技术包括钙钛矿及叠层电池组件生产技术等;拟限制出口的26项技术涵盖单线产能≥3万吨/年的多晶硅工程技术等。光伏相关技术覆盖多晶硅制备、硅片加工及光伏电池制造等关键环节。此次调整旨在强化对战略性新兴技术的出口管控,维护国家技术安全和产业竞争优势。

隆基再登《人民日报》!来源:隆基LONGi Solar 发布时间:2026-10-15 06:56:17

《人民日报》聚焦民企能源转型,隆基以BC技术突围获权威肯定。2017年前瞻布局,2023年“All in BC”,2026年BC出货占比超65%,专利达630件,带动30+企业入局。从“规模优先”转向“价值优先”,加速光储氢系统化布局,彰显民企创新韧性与产业引领力。

串串光伏不占地 错峰发电效益高来源:中国经济新闻 发布时间:2026-10-14 16:19:41

本文介绍了我国自主研发的“串串光伏”创新技术在海南自贸港实现商业化运营的重大进展。该技术通过垂直悬空、多块双面组件串联成数百米长链的方式,突破传统朝南倾斜安装模式,实现“不占地”与“错峰发电”两大核心突破:一方面,悬空架设避免占用耕地,规避“非农化”“非粮化”政策限制,适配农田、林地、城乡公共空间等多种场景;另一方面,优化出力曲线,提升早晚用电高峰时段发电量,压低中午低电价时段输出,有效缓解“量价倒挂”与弃光问题。技术还集成摇摆抗风、人工降雨灌溉、导光增效等多重功能,形成“上层发电、中层灌溉、地面种植”的立体农能共生模式。项目已获多项专利,具备降本增效、易推广、强适应性等优势,契合国家能源安全、粮食安全、双碳目标及乡村振兴等战略,有望成为新能源“走出去”的重要技术标杆。(199字)

正泰新能两项钙钛矿叠层光伏技术入选2026年第一批科技计划项目拟立项(备案)公示来源:钙钛矿光链 发布时间:2026-10-12 06:16:00

海宁市科技局于2026年9月30日至10月13日公示2026年第一批科技计划项目拟立项名单,其中正泰新能科技股份有限公司牵头申报的两项钙钛矿叠层光伏技术项目入选。一项为产学研合作项目,聚焦高效稳定的钙钛矿/TOPCon叠层太阳电池研发,由何晨旭负责;另一项为科技型企业备案制项目,致力于钙钛矿/晶硅四端叠层技术开发,由李晓伟负责。两个项目均执行期为2026年7月1日至2029年6月30日,实施地位于海宁市黄湾镇。此次立项反映了海宁市对下一代高转换效率光伏技术的重点支持,也凸显正泰新能在钙钛矿叠层电池前沿方向的技术布局与研发实力。(198字)