PID有什么危害?从逆变器侧如何防治?发生PID问题的组件是否修复?
一、PID效应的危害
从2016年1季度的装机数据可以明显看出,我国传统的装机大省已经从西北部向东南部转移。相对于西北的干旱、多风沙气候,东南部的湿热气候对光伏电站的影响截然不同,PID问题已成为影响光伏电站发电量的重要因素之一。特别是在温度高、湿度大的东部分布式屋顶、渔光互补等电站,发生PID的概率大大增加。
实际光伏电站现场测试发现,在建成1至2年后出现部分组件功率大幅下降的现象,有些组件功率衰减竟高达50%以上。组件衰减诱因很多,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。下图为PID效应的红外照片, PID效应严重的电池片发黑。
图1:PID效应的红外照片
PID效应造成的功率衰减如表1所示。
表1 某实际电站中组件发生PID现象前后的各指标测试结果
仅2年就衰减了54.4%!可见,PID效应对组件输出功率影响巨大,是光伏电站发电量的“恐怖杀手”。
二、PID效应的防治
为了抑制PID效应,组件厂家从材料、结构等方面做了大量的工作并取得了一定的进展;如可采用抗PID材料、防PID电池和封装技术等。采用非乙烯—醋酸乙烯共聚物的封装材料、采用无边框组件或双玻组件等,都可以在一定程度上减少PID效应。
实践中, PID问题的防治更多的是从逆变器端进行。从逆变器角度可采用以下三种方案:
方案1:负极直接接地方案
将光伏组件或逆变器的负极通过电阻或保险丝直接接地,使电池板负极对大地的电压与接地金属边框保持在等电位,消除负偏压,该方案多用于集中式逆变器,如图2所示。
图2 负极直接接地方案
方案2:负极虚拟接地方案
三相逆变电路结构如图3所示。
图3 逆变电路原理图
图3中各点电压关系如下:其中
(三相平衡系统)
据此可得交流中性点N电位UN比直流侧负极电压U-高2Ud/3,如图4(a)所示。利用模拟中性点装置和电压调整装置,等效将UN抬升,使得U-大于0,消除负偏压,达到负极虚拟接地的目的,如图4(b)所示。
图4 负极虚拟接地方案