如何逆转或防止太阳能PID？

一、什么是潜在诱导退化(PID)?

PID是指潜在的诱导退化。这是晶体硅太阳能电池板性能下降的一个重要问题。在某些情况下,降解率可能高达30%甚至高达70%。退化发生在太阳能系统中并且可以是可逆的或不可逆的。

电位引起的退化(PID)是一种常见现象,会导致光伏电池板的发电量损失高达80%。功率降低可能会随着时间的推移而发生,也可能在安装后的几天或几周内发生。

光伏组件中的PID过程可能会增长得非常快,在最短的时间内会影响整个光伏系统的性能。因此,这会对所有安装级别的光伏系统项目融资、运营和经济造成破坏性影响:住宅、商业和公用事业基础。

必须在早期阶段了解和解决PID问题,以确保光伏组件在整个系统生命周期内的性能——PID可以在系统级别完全预防和恢复。

二、潜在诱导退化(PID)的原因

PID的发生是因为一侧的半导体与另一侧的玻璃、抗反射涂层(ARC)、框架和安装件之间存在微小的不需要的电流。

性能下降与钠离子从玻璃板通过封装(通常:EVA)和抗反射涂层 (ARC) 迁移到电池有关。当由于特定的串接地方式,电池中的半导体获得相对于封装和支撑结构的负电位时,就会导致这种情况。这些离子的存在会导致穿过电池的有效分流路径并降低输出。随着时间的推移,这种影响在某种程度上是累积的,并且当电池在这些部分的更高负 电位下运行时,这种影响会更大。

众所周知,温度和湿度都会促进 PID。但是,一旦将系统安装在指定位置,就无法解决这些因素。

如果将组串的正极作为系统接地,并且安装结构连接到地电位,则最靠近正极端子的电池相对于地具有最小的负电位,因此PID影响最小。最靠近负极端子的电池将经历相对于接地结构的高负电位,并将经历最大PID。因此,电池、模块和面板将根据它们在串中的位置经历 PID。

三、避免/减轻PID

以下注意事项适用:

l 位置——对于新工厂,在其他限制内,应选择温度和湿度较低的地点。请注意,有风的场地也会使系统保持凉爽。

l 使用PID抗性硬件——对于新设置,有可用的模块可以抗PID。然而,由于使用更昂贵的封装材料、抗反射涂层和其他材料,成本会更高。通过使用受PID影响的面板并采用其他缓解技术,可能必须为整体盈利能力做出妥协。

l 接地——在制造商对将串的负端连接到系统接地没有限制的情况下使用模块。

l 电荷均衡器——内置于逆变器中。当逆变器在夜间不活动时,它们会向面板施加相反的偏压,从而在夜间消除可逆类型的PID效应。可逆PID也称为极化。

 四、潜在诱导退化 (PID) 的检测

PID的存在可以通过监控Vmpp(最大功率点电压)来检测。模块之间Vmpp的差异沿字符串增加表明存在PID。在照射良好的一天更有可能被检测到。

有几种方法可以检测太阳能发电场中的PID:

l IV曲线示踪器——了解PV模块是否没有PID的典型测试是使用电子示踪剂测量其IV(电流-电压)特性。

l EL成像——电致发光(EL)是一种光学和电学现象,其中材料影响电流而发光,受PID影响的模块会显得更暗。

l 红外(IR)或热成像——这种方法利用了一个事实,即受PID影响的细胞比没有PID的相邻细胞具有更高的温度。

l 统计数学方法——根据从光伏系统管理门户检索到的测量结果来决定PID的存在及其级别。

 五、PID预防及逆转设备

要了解用于逆转PID(潜在诱导退化)的设备的功能以及了解PID发生的方式和原因很重要。

PID仅在那些承受大的相对于地面的负电位的硅晶体太阳能模块中观察到。正离子向半导体移动并逐渐积聚在半导体中时会感应出微小的电流。

这类似于电容器中的极化效应(它与通过电容器的直流电流相反)。这是一种累积效应,即使在最初的一到两年内,易受影响的面板也可能会失去其全部功率的四分之三。

将此与25年保留80%功率的正常预期进行比较,您就会明白预防PID是至关重要的事情。

防止潜在的诱导退化 (PID)

PID可以通过以下四种方式来预防:

v 使用经认证的抗PID模块;

v 使用负极接地的字符串;

v 在串和逆变器之间使用隔离变压器;

v 使用防PID设备是防止PID的最佳方法。早期安装抗PID设备将防止潜在的退化,并在其生命周期内保护光伏系统。

抗PID设备

所有这些措施都意味着额外的投资,并且抗PID设备可能成为经济上的必需品,因为设计可能会禁止串的负极接地。有两种选择:

1. 电荷均衡器——现在市场上很容易买到可以控制和逆转这种退化的设备。电荷均衡器,或简称为PID盒,利用了PID效应的极化特性。基本原理非常简单,偏压负责极化。应用反向偏置将其移除。PID盒成为面板阵列和逆变器之间的串联级。它检测阵列的PV输出。如果电压高于设定的阈值,如在晴天,输出将传递到逆变器。夜间,当电压下降时,逆变器断开。对阵列施加DC偏压,以便受控去极化电流从半导体流向ARC、玻璃封装以及框架和安装座。一夜之间,极化电荷反转,PID效应消失。

2. 高阻抗接地——是另一种选择,其中可以通过22K欧姆数量级的高电阻将负极接地来避免变压器隔离。此选项将阻止进一步的PID,但不会有效地逆转它。另一个缺点是必须额外提供接地故障设备。

六、市场上的抗PID设备

现在市场上有一些公司提供抗PID设备。您是否正在寻找市场上好的抗PID设备?

普洛德(上海)智能科技有限公司这款产品名称为智能Anti-PID Box,它可以修复受PID影响的光伏组件,并预防PID的发生。在修复期间不会影响逆变器工作和任何电站发电量的损失。

产品特点

综上所述,PID效应是可逆的。这款产品能够有效地解决PID效应。它可以在夜间进行修复组件工作,然后组件白天可以进行正常发电工作。该解决方案易于实施,并且与所有逆变器和组串兼容,是光伏电站前期后期的理想解决方案。