光伏電站PID效應裝置

PID是電位誘發衰減(Potential Induced Degradation)。光伏組件長期在高電壓作用下會使得玻璃、封裝材料之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，使得電池片表面的鈍化效果惡化，導致FF、Isc、Voc降低，使組件性能低于設計標準，這種現象叫電位誘發衰減，簡稱PID效應。實踐表明，無論是晶硅組件或者薄膜組件等任何一種組件，在負偏壓下都有PID的風險，當組件發生PID效應時，會嚴重影響發電效率，嚴重的，發電效率會衰減到額定值的50%以下，嚴重影響光伏電站周期。 PID的衰減模式有： 1）半導體區受到影響，導致分層現象： 層內離子的遷移，導致電荷聚集，影響半導體材料表面的區。嚴重情況下，離子的聚集，例如鈉離子在玻璃表面的聚集，將導致分層現象。 2）半導體結的性能衰減和分流現象： 離子遷移會發生在層內，使半導體結的性能衰減并造成分流。 3）電離腐蝕和大量金屬離子的遷移現象： 通常封裝過程中的會造成電解腐蝕和金屬導電離子的遷移。 目前，造成PID現象的原因可能分外部原因和內部原因2種： 外部原因：光伏組件在野外高溫、潮濕和由于光伏陣列接地方式引起的光伏組件嚴重的腐蝕和衰退。 內部原因：是逆變器不接地；環境條件如溫濕度使電池片和接地邊框之間形成漏電流；封裝材料、背板、玻璃和邊框之間形成了漏電流通道；電池生產工藝等方面。 針對減緩、抑制、消除PID效應，目前有以下幾種常見辦法： 1）系統負接地：即光伏系統接地。光伏系統由光伏組件、匯流箱、直流配電柜、逆變器等元件、設備組成。比較常見的方式為選取匯流箱或者逆變器的負接地。，該方法可以、減緩PID現象發生。但該種方法與目前設計的主流的光伏系統不同，為了考慮，目前光伏系統的設計都是采用直流側不接地的方式，即光伏系統的直流側的正和負都未與大地有任何電氣連接。如果強行采用負接地的方式，會導致一些雜散電流從接地通道疊加在直流側輸入端，并且當正緣破損時，可能對人、設備、系統產生嚴重的傷害。 在光伏系統中，未接地系統在實際使用時，光伏組件的負電勢會比地要低，負和地之間存在一個負電壓，會導致光伏PID現象的產生。為了遏制PID現象的產生，用簡單的負接地，迫使負和地之間等電位。這種辦法雖然能的遏制PID現象的產生速度，但是也會帶來新的問題。譬如，當系統正發生接地故障時，系統的漏電流會比較大，對光伏電站會是一個大的威脅。因為負接地，那么大地就和負是等電位，這樣如果人員誤觸到光伏組件的正，會對人員的人身造成大的損害。同時，由于光伏系統負接地，那么系統的交流側和直流側就會形成的環流，對光伏系統也存在不因素。 2）封裝材料緣強度：目前各個組件工廠都在通過封裝材料的緣強度來減小組件對地的漏電流，事實證明，封裝材料的緣強度的確可以減緩PID現象發生的時間，但PID現象的發生，還是困難的。 3）調整電池片的工藝：通過調整電池片工藝，也可以減緩PID現象的發生。 電源上的二管是反向并聯的，起到保護作用，后級電路關閉，剩余電流對元器件造成傷害。 發明內容 PID效應裝置在光伏系統的負和地之間接入一個高阻值的電阻1，避免了負直接接地，即使正故障時接地，或者人觸摸到系統的正，也能把電流限制在的范圍內，系統和人員的。同時，我們在系統的負和地之間接入了一個可調直流電源2，用于抬高系統的負和地之間的電壓，可調直流電源2通過控制器9調節，正向電壓抑制PID現象的效果，同時調節具有連續性和實時性。