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  • PID现象形成机理及影响因素
  • 2018-11-24  浏览次数:4525
  •    PID效应概念 :  

         PID是英文Potential Induiced Degradation的缩写,指的是电势诱导衰减。在光伏组件中的电池与其接地金属边框之间长期存在一个负高压的作用下,会使得玻璃、封装材料之间存在漏电流,大量电荷聚集在电池片表面,使得电池表面钝化效果恶化,导致光伏组件性能持续衰减,业内称之为电位诱导衰减(PID)。2005年,美国著名光伏制造商SUN POWER公司第一次在实验室发现了光伏组件的PID现象。

       PID效应的形成机理:

         组件在户外多组串联以获得高电压,长期在高电压作用下,使得在玻璃、封装材料之间存在漏电流,大量电荷聚集在电池片表面,使电池表面的钝化效果恶化,导致FF(填充因子)、Isc(短路电流)、Voc(开路电压)降低,功率衰减。目前,业内对漏电流的产生原因有比较一致的看法,如图1所示,漏电流是由于组件边框带正电,玻璃上表面电子流向边框,导致玻璃表面带正电,且电池为负电,形成电场,方向指向电池。水汽造成EVE(乙烯和醋酸乙酯的共聚物)水解,电子沿玻璃下表面流向边框,导致玻璃下表面带正电,玻璃下表面的阳离子(钠离子和金属离子)在电场力的作用下,聚集在电池片表面,甚至进入到电池发射极,破坏PN结,导致组件串联电阻增大,并联电阻减小,电池片EL图像变暗变黑,造成组件最大功率衰减,发电量降低,造成巨大的经济损失。

    1.1 光伏组件漏电流形成机理

       组件PID效应的影响因素:

    PID现象究竟是哪些因素导致的呢?研究表明,PID现象容易在高温、高湿的环境下发生,且其活跃程度与温湿度有很大关系,同时也与组件表面被酸性、碱性、导电粉尘等污染程度有关。归根结底,是光伏电池和大地之间的绝缘电阻降低导致的。这也就是为什么PID现象在南方区域比较严重,而在北方区域不太明显的原因。

    在实际应用场合,晶体硅光伏组件的PID现象已经被多次观察到,基于其电池结构和其他构成组件的材料以及设计形式不同,PID现象可能在其电路与金属接地边框成正向偏压的条件下发生,也可能在成反向偏压的条件下发生。相关试验表明,电池经过封装材料和组件的边框形成的路径所导致的漏电流是引起PID现象的主要原因。诸多研究也表明,上午太阳初生的一段时间内,往往是PID效应相对比较强烈的时间段,原因是晶体硅光伏组件在经历了一个不发电的夜晚以后,其表面会有凝露现象发生,会造成光伏组件表面绝缘降低,在负高压的作用下,漏电流增大。

    总体来说,PID效应的影响因素有很多,包括电池、封装材料、环境温度、湿度、酸碱度、组件方阵的系统电压高低、系统接地方式等都是影响PID效应的关键因素。因此,可以从改变组件的封装工艺、改变系统的接地方式等来阻止PID效应的发生。

    1.2 光伏组件漏电流流通路径示意图

    产品介绍:

       JLSP系列光伏专用电涌保护器,在正常情况下处于高阻状态,漏电流极低,控制在3微安以下,而且稳定性极好,从而保证产品有更长的使用寿命和光伏系统的正常发电,当系统出现过电压时,电涌保护器立即在纳秒内导通,将电压幅值限制在设备安全电压范围内,同时将电涌能量泄放到大地,随后电涌保护器迅速变为高阻状态,从而不影响系统的正常工作。产品广泛应用在交直流汇流箱、逆变器的交直流侧和箱变的低压侧,适合光伏系统的不同线路和设备的防雷需求。




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