产生PID效应的主要因素及预防

光伏组件中的PID效应是一种常见的性能衰减现象，会导致光伏系统的发电效率下降。PID是指光伏组件在长期受到外电压的影响下，会出现功率衰减、效率降低、寿命缩短等问题。通过对光伏组件进行PID测试，可以及时发现问题并采取相应措施，从而优化光伏系统的性能和延长其寿命。美能PID测试仪，用于评估光伏组件在实际运行中可能出现的性能衰减情况。本文将介绍产生光伏组件PID效应的主要因素，帮助更好地理解和预防这一问题。

热斑效应

组件中的热斑效应是指在一定条件下，组件中的某一串联支路被遮蔽，不仅不能产生电量，还会被当作负载消耗其他有光照的组件所产生的能量；不仅会降低组件总发电量，还会导致被遮蔽的部分发热，从而影响到组件效率。热斑效应可能由多种因素引起，包括强光，高电流和通风不良。热斑效应会导致组件输出功率降低、寿命缩短和永久性损坏，甚至可能导致着火。当热斑的温度高到足以引起电池和组件框架之间的电压差时，电池中的热斑效应会导致PID。下图说明了热斑对组件的影响：当热斑的温度达到了66.2℃，与相邻的无热斑区域（30.9°C）相比，热斑效应会导致进一步退化，从而使组件输出功率下降，造成永久性损伤。

 产生热斑效应的组件

 

 

可以采取多种方法来减轻光伏组件中的热斑效应：

 

 

• 适当通风的设计：确保组件周围有足够的气流有助于散热。

 

• 使用高导热率的材料 ：如铝，更有效地散热。

 

• 使用低热阻的太阳能电池：更不容易出现热点 。

 

• 安装遮阳装置：如百叶窗或反光板可以减少到达组件的直射阳光量。

 

主动冷却系统：如风扇或水冷。

 

 

 

阴影遮挡

阴影遮挡也是光伏系统中常见的问题，对组件的性能产生重大影响。受遮挡区域无法有效发电，产生电压差，从而导致PID的产生。研究发现，遮挡会明显增加PID发生的可能性，特别是当遮挡严重或发生时间较长时。另一项研究发现，遮挡会导致热斑PID和光致降解 (LID)，其中LID更有可能发生在长时间遮蔽的电池中。

 

当组件被永久遮蔽时，可能会导致旁路二极管不被激活，从而导致组件短路，使输出发电量减少，如图2所示，在EL测试期间，不活动的旁路二极管导致模块损失三分之一的功率。

由于永久阴影而具有不活动旁路二极管的光伏组件

 

 

隐裂

隐裂是指太阳能电池出现的裂纹或断裂，如图3所示，隐裂可能由多种因素引起，包括机械应力、热膨胀和收缩以及极端温度波动或湿度等环境因素。隐裂可能会导致功率输出降低、效率下降和寿命缩短等问题，甚至导致组件完全失效。

受隐裂影响的太阳能电池EL图像

 

 

为防止裂纹并减轻潜在损害，可以考虑采用如下方法：

 

 

• 设计光伏系统时考虑到抗裂性，使用不易破裂的材料和设计，如柔性电池或增强材料来增加电池的强度。

 

• 适当的密封和保护，防止极端温度、湿度和紫外线辐射等环境因素造成的损坏。

 

• 定期检查和维护，在潜在问题变得严重之前发现并解决问题。

太阳能电池温度与裂纹尺寸 (%) 的关系

 

红色表示裂纹尺寸对太阳能电池的温度（>30℃）有显着影响，蓝色表示裂纹没有显着影响。

 

 

 

美能电位诱导退化（PID）测试仪

 

 

介绍：

 

长期泄漏电流会造成电池片载流子及耗尽层状态发生变化、电路中的接触电阻受到腐蚀、封装材料受到电化学腐蚀等问题，从而导致电池片功率衰减、串联电阻增大、透光率降低、脱层等影响组件长期发电量及寿命的现象。本设备为根据 IEC62804 标准研发的光伏组件 PID 测试系统。测试目的：

• 评估光伏组件承受系统偏压的能力；
• 测试光伏组件承受系统电压、温度、湿度等各种应力的能力；

减少和预防PID现象。

 

 

 

满足标准:

 

满足IEC61215标准中MQT21条款及IEC62804标准

 

功能特点：

 

• 组件边框端接地，既模拟实际情况，又防止由于边框高压引起的潜在危险；

 

• 各通道相互独立，多路电压大小、极性、时间单独设置；

 

• 多路电压、泄露电流、绝缘电阻同时显示；

 

• 实时监控电压、泄露电流、绝缘电阻曲线；