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如何解决“渔光互补”等光伏系统中的PID效应?

2015/12/2 17:01:11 来源:普兆直流开关
关键词:PID效应, “渔光互补”, Projoy PROSOL-PVOBOX, 光伏PID效应

光伏应用越来越多,电站规模越来越大,近年来“渔光互补”这种新型光伏发电形式也在东部地区开始普遍应用,上层用于光伏发电,下层用于水产养殖。由于只要将光伏面板支架立体布置于水面上方及鱼塘沿岸,因此不仅节约了土地,提高了单位面积土地经济价值,在发电的同时也不会影响水产养殖,具有“一地两用,渔光互补”的特点。

如何解决“渔光互补”等光伏系统中的PID效应?

然而,和普通大型地面电站相比,“渔光互补”电站也存在一定难点,由于潮湿、高温的环境容易产生水蒸气,如果水汽深入组件,那么封装材料(ENC)的导电率上升,相应组件的泄漏电流增大,会造成组件表面极化现象,即PID效应。因此组件在高湿或高温环境的光伏系统尤其是渔光互补光伏系统、沿海光伏系统、赤道附近的光伏系统中因为PID效应导致的功率损失比较厉害。

PID效应及形成原因分析

PID效应(Potential Induced Degradation)又称电势诱导衰减,是电池组件的封装材料和其上表面及下表面的材料,电池片与其接地金属边框之间的高电压作用下出现离子迁移,而造成组件性能衰减的现象。

外部可能原因:

容易在潮湿的环境下发生,并且活跃程度与潮湿程度相关,同时组件表面被导电性、酸性、碱性以及带有离子的物体的污染程度,也与上述衰减现象的发生有关。到目前为止,形成机理还不是太明确,推测来自于钠钙玻璃的金属离子是形成上述具有PID效应的漏电流的主要载流介质。

内部可能原因:

  1. 系统方面:逆变器接地方式和组件在阵列中的位置,决定了电池片和组件受到正偏压或者负偏压。电站实际运行情况和研究结果表明:如果整列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件处于负偏压下,则越靠近输出端组件的PID现象越明显。而在中间一块组件和逆变器正极输出端中间的所有组件处于正偏压下,PID现象不明显。
  2. 组件方面:环境条件,如湿度等的影响导致了漏电流的产生。
  3. 电池方面:电池片由于参杂不均匀导致方块电阻不均匀;优化电池效率而采用的增加方块电阻会使电池片更容易衰减,导致容易发生PID效应。

因此组件在高湿度环境的光伏系统尤其是渔光互补光伏系统、沿海光伏系统、赤道附近的光伏系统中因为PID效应导致的功率损失比较厉害。

湿度对光伏电站PID效应试验

选取相同批次、相同材料的3件组件(F/G/H),组件玻璃面武铜箔覆盖,组件按步骤进行连接,分别在30℃,35%RH,30℃,85%RH环境中施加负压1kV,1h后测试组件功率,其功率变化如表1所示。测试过程中漏电流监控曲线如图2所示。

如何解决“渔光互补”等光伏系统中的PID效应?
图1 组件功率变化数据

如何解决“渔光互补”等光伏系统中的PID效应?
图2 不同湿度下的漏电流曲线

由图1 可得,3个组件在第1h内组件的漏电流随湿度的升高而增大,但由于温度较低功率几乎没变;H组件在30℃ 85%RH下经历66h的试验后功率衰减了30.35,可以推测在相同组件温度下,较低湿度的情况下功率衰减需要更长的时间。

防PID效应套件新品应运而生:PROSOL-PVOBOX

PROJOY推出全新产品防PID装置PROSOL-PVOBOX,应用PID变化可逆的原理,在夜间强制给组件加入正偏置的电压,在夜间进行对PID效应电池板的修复。

产品亮点

  • 即时侦测电网电压情况,检测光伏组件和地的绝缘阻抗;
  • 最大直流电压可达1500V;
  • 自动、手动两种电压切换模式;
  • 支持 1 路、2路和3路MPPT的逆变器,且每路MPPT可多组串并联;
  • 不影响原来的光伏系统结构,修复效果明显,无额外风险;
  • 安装操作简单,维护方便; 结构紧凑、重量轻、体积小,节省空间;
  • 单个系统实可现18台串联使用;
  • 支持RS485通讯方式(可选)

如何解决“渔光互补”等光伏系统中的PID效应?

工作原理:

PROSOL-PVOBOX与逆变器直流输入并联,在光伏组件的负级和地(PE)之间施加一个高电压,且可根据直流输入电压实现智能调节。在夜间,它能把光伏组件在白天因为负极与地之间的负偏压所积累下来的电荷释放掉,进而修复那些因为PID效应导致效率衰减的光伏组件。此设备具有检测光伏组件和地的绝缘阻抗(包括光伏组件和逆变器,系统阻抗必须大于200kΩ)和侦测电网电压情况的功能。

PROJOY团队基于用户的角度,不断开发更新产品线,为客户提供相应的解决方案,经过持续不断的努力,已经成为逆变器及光伏电站方案的全球专业的供应商。

浅谈光伏系统中直流开关的选型思路 一般逆变器功率等级在1kW~3kW的设计为单路MPPT;3kW~30kW为双路MPPT,有少数公司也有三路MPPT的逆变器;大型逆变器100kW以上一般都是通过汇流箱汇流后输入一路MPPT。逆变器独立的MPPT数目决定了选择的内置直流开关的独立通段对数。

选择合适的光伏直流开关的重要性和方法 灭弧效果是考核直流开关的最重要指标之一。真正的直流断路器都有专门的灭弧装置,可以带载关断。一般真正的直流断路器的结构设计比较特殊,手柄和触头没有直接的连接,所以通断的时候不是直接旋转触头而断开,而是有特殊的弹簧进行连接,当手柄旋转或者移动到一个特定点时触发所有的触头“突然断开”,因而产生一个非常迅速的通断动作,使电弧时间持续比较短

光伏直流开关,光伏交流开关及更多普兆新能源专业产品 光伏直流开关、光伏断路器产品,支持各种安装方式、通过CE,TUV,SAA,UL等多个国际认证,出货量领先、安全可靠的新能源光伏组件产品。

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