PID效應(yīng)的成因及抑制方法

　　PID效應(yīng)(Potential Induced Degradation)中文全稱為電勢(shì)誘導(dǎo)衰減。PID對(duì)組件的直接危害是大量電荷聚集在電池片表面，使電池表面鈍化效果加劇，從而導(dǎo)致電池片的填充因子、開路電壓及短路電流降低，電池組件功率衰減，衰減程度可達(dá)50%

　　組件發(fā)生PID衰減EL成像圖對(duì)比

　　關(guān)于PID效應(yīng)成因，目前光伏行業(yè)比較認(rèn)可的說法是：隨著光伏系統(tǒng)大規(guī)模應(yīng)用，系統(tǒng)電壓越來愈高。電池組件往往18-22塊串聯(lián)才能達(dá)到逆變器的MPPT工作電壓，這就導(dǎo)致了很高的開路電壓和工作電壓。

　　以STC環(huán)境下450W的72片電池組件為例，20串電池組件的開路電壓高達(dá)1000V，工作電壓高達(dá)800V。由于光伏電站需要配套防雷接地工程，一般組件的鋁合金邊框都要求接地，電池片和鋁框之間就會(huì)形成接近1000V的直流高壓，造成電路與金屬接地邊框存在電壓偏置。

　　組件發(fā)生PID效應(yīng)的機(jī)理

　　另外一個(gè)成因是組件封裝。光伏組件封裝工藝不能保證百分百絕緣，在長期使用過程中，容易造成漏電，使PN結(jié)中的電子損失的越來越多，導(dǎo)電性能越來越差，最終導(dǎo)致電池組件的發(fā)電性能下降。 今天，我們將從組件端和逆變器端兩方面來解讀如何預(yù)防和修復(fù)PID現(xiàn)象。

　　組件端

　　光伏組件出廠前進(jìn)行PID測(cè)試，PID的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)IEC62804光伏組件性能測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)、IEC61215、IEC61730光伏組件安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合而成，能夠很好地預(yù)判光伏組件在使用過程中是否會(huì)發(fā)生PID效應(yīng)?？蛻粼谫徺I光伏組件時(shí)，也可以讓廠家提供相應(yīng)的PID測(cè)試報(bào)告。

　　逆變器端

　　逆變器應(yīng)對(duì)PID效應(yīng)有以下三種方案：

　　方案1：采用負(fù)極接地方法，消除組件負(fù)極對(duì)地的負(fù)壓

　　這種方案適用于隔離型光伏逆變器，包括高頻隔離型逆變器和工頻隔離型逆變器，負(fù)極接地后，消除了組件對(duì)地的負(fù)壓，能有效抑制PID現(xiàn)象。而針對(duì)非隔離型光伏逆變器，則需要外加隔離變壓器之后才能實(shí)現(xiàn)負(fù)極接地。

　　負(fù)極接地方案示意圖

　　方案2：采用虛擬中性點(diǎn)接地方案，消除組件負(fù)極對(duì)地的負(fù)壓

　　這種方案適用于由多臺(tái)組串式光伏逆變器構(gòu)成的集中式光伏電站，通過抬升虛擬中性點(diǎn)的電位，使各臺(tái)逆變器的組串負(fù)極對(duì)地電壓接近為0電位以實(shí)現(xiàn)PID抑制功能。

　　虛擬中性點(diǎn)接地方案示意圖

　　方案3：采用正向偏置電壓方案，修復(fù)PID效應(yīng)

　　這種方案適用于由單臺(tái)或多臺(tái)組串式光伏逆變器構(gòu)成的分布式光伏電站，采用逆變器內(nèi)置或外置防PID修復(fù)功能模塊，該模塊由交流側(cè)供電，在光伏組串正負(fù)極加正向偏置電壓，修復(fù)PID效應(yīng)，可提供自動(dòng)模式，夜間模式和連續(xù)模式三種輸出方式，一般默認(rèn)為自動(dòng)模式輸出，自動(dòng)模式輸出為系統(tǒng)最高電壓。

　　外置PID修復(fù)功能模塊示意圖

　　目前PID效應(yīng)已經(jīng)是行業(yè)內(nèi)公認(rèn)對(duì)光伏組件功率影響的重要因素，尤其是面對(duì)如高溫、高濕等復(fù)雜環(huán)境時(shí)，光伏組件的PID效應(yīng)還會(huì)加劇。因此在組件端，我們可以采用耐候性更好的原輔材料進(jìn)行封裝，增加外部電路與內(nèi)部電池的絕緣電阻，降低漏電流現(xiàn)象;另外無邊框組件在實(shí)驗(yàn)中相較于有邊框組件，有較好的抗PID特性，因此邊框也是我們研究PID的重要因素。在逆變器端，可采用虛擬接地方案，或選配內(nèi)置或外置防PID功能模塊來解決PID效應(yīng)。 通過以上方案，雖然不能達(dá)到完全避免PID效應(yīng)的效果，但可以把因PID效應(yīng)造成的損失降到最低。

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