為將PID影響降低,PID預(yù)防及恢復(fù)措施的研究已受到高度重視。傳統(tǒng)P型光伏組件的抗PID技術(shù)大致可分為三類,即從電池片層面、組件層面和系統(tǒng)層面分別考慮對抗PID效應(yīng)。對于已投運光伏項目來說,從系統(tǒng)層面考慮PID效應(yīng)的預(yù)防和修復(fù)是行之有效的方法。PID預(yù)防及恢復(fù)裝置主要包括方陣電壓檢測單元,功能設(shè)定單元,ARM單元,狀態(tài)指示單元,絕緣阻抗監(jiān)測單元,PID修復(fù)單元和PID預(yù)防單元,通過將方陣絕緣阻抗監(jiān)測,電池板PID效應(yīng)預(yù)防和電池板PID效應(yīng)修復(fù)集于一體,不單可以監(jiān)測光伏方陣的絕緣阻抗,修復(fù)具有PID效應(yīng)的電池板以及預(yù)防電池板PID效應(yīng)的產(chǎn)生,而且可根據(jù)逆變器接入電網(wǎng)的不同形式及電池板的PID效應(yīng)程度選取不同的PID效應(yīng)消除方法。在PID預(yù)防及恢復(fù)中,光伏陣列的組件邊框通常都是接地的。湖南光伏系統(tǒng)PID預(yù)防及恢復(fù)PV Booster
在PID預(yù)防及恢復(fù)中,從材料上抑制PID效應(yīng),安全、可靠,但非Na、Ca玻璃的成本高昂。另外新材料的穩(wěn)定性問題也是未知數(shù),目前也是無法推廣應(yīng)用。從逆變器側(cè)考慮,采用組件負極接地的方式,防止負偏壓造成的漏電流形成。負偏壓和正偏壓下組件PID效應(yīng)對比處置方案簡便、成本低、效果明顯,但負極直接接地會造成安全隱患,威脅電站的正常運行和運維安全。逆變器負極接地后,若發(fā)生組件正極接地故障則會造成電池板短路,而運維人員如若接觸到正極則會發(fā)生電擊危險,所以負極接地電路必須具有異常電流監(jiān)測及分斷保護系統(tǒng),方可在抑制PID效應(yīng)的同時保障電站設(shè)備的運行安全。寧夏光伏電站PID預(yù)防及恢復(fù)通訊裝置與遠程電站系統(tǒng)連接。
在PID預(yù)防及恢復(fù)中,因為電池片和地面之間還隔著EVA和玻璃。一般情況下這兩種材料是不導(dǎo)電的(或者其導(dǎo)電性非常差),但電池片電壓較高時,也會有很小的電流從電池流向地面,其大小在微安量級;封裝材料流向地面的漏電流形成后,在電池減反膜(ARC)表面(如圖一中2所示)留下了負離子(也可以看成一定數(shù)量的電子從地面流到電池的減反膜表面),造成了負電荷的積累;負電荷積累之后,將會吸引pn結(jié)中的一部分空穴(帶正電)。根據(jù)光伏效應(yīng)的原理,空穴應(yīng)該流向電池的p區(qū)(正極),因此部分空穴被吸引后,電池將不能達到設(shè)計的功率輸出,太陽電池的填充因子(FF)、短路電流(Isc)和開路電壓(Voc)降低,組件性能低于設(shè)計標準值。
PID預(yù)防及恢復(fù)裝置主要應(yīng)用于光伏發(fā)電系統(tǒng),其中就包括控制單元、開關(guān)電源、限流單元及電源鉗位單元;其中控制單元的輸入端與光伏發(fā)電系統(tǒng)中逆變器的通訊端相連;控制單元的輸出端與開關(guān)電源的控制端相連;開關(guān)電源的輸出端正極通過限流單元與電源鉗位單元的輸入端相連;開關(guān)電源的輸出端負極接大地;電源鉗位單元的輸出端與逆變器的直流側(cè)相連;控制單元用于采集光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏陣列的負極對大地電壓,并通過閉環(huán)調(diào)節(jié)控制開關(guān)電源的輸出電壓,以將光伏陣列的負極對大地電壓調(diào)節(jié)為預(yù)設(shè)值;電源鉗位單元用于在逆變器處于關(guān)機狀態(tài)時,控制逆變器中的電容承受正壓。PID預(yù)防及恢復(fù)的方法包括了增大EVA、POE等封裝材料的體積電阻。
PID預(yù)防及恢復(fù)裝置的直流電源通過第三阻抗元件抬升虛擬中性點的電勢,進而通過一隔離裝置與一阻抗元件,和/或,第二隔離裝置與第二組抗元件,抬升光伏陣列中各個光伏電池板的正極和/或負極的電勢,進而實現(xiàn)白天光伏電池板的PID預(yù)防功能或者夜間光伏電池板的PID修復(fù)功能。并且,通過抬升虛擬中性點的電勢實現(xiàn)各個光伏電池板的正極和負極的電勢抬升的過程,即便在該光伏電池板的PID預(yù)防及恢復(fù)裝置與光伏陣列的正極或負極之間的通路出現(xiàn)故障時,也能通過另一條支路來保證光伏陣列的對地電勢被抬升,相比現(xiàn)有技術(shù)也是提高了PID修復(fù)的可靠性。PID效應(yīng)的產(chǎn)生原因還是組件在受到負偏壓時,由漏電流陽極離子流入電池片,降低電池的并聯(lián)電阻。河南太陽能電池PID預(yù)防及恢復(fù)系統(tǒng)
在PID預(yù)防及恢復(fù)中,組件的PID效應(yīng)作為影響電站發(fā)電量的重要因素之一。湖南光伏系統(tǒng)PID預(yù)防及恢復(fù)PV Booster
在PID預(yù)防及恢復(fù)中,杜絕離子產(chǎn)生的源頭,采用石英玻璃,低鈉玻璃等;降低組串電壓;小規(guī)模項目可考慮使用微型逆變器,降低組串電壓。盡管可分別從電池、組件和系統(tǒng)端減弱或避免PID,但PID效應(yīng)的影響然后還是體現(xiàn)在電池片上。因此,建議電池廠家對產(chǎn)品進行更全方面的研究,上下游結(jié)合,整體考慮性價比高的解決方案。比如,系統(tǒng)集成商如果采用負極接地,則需要使用帶隔離變壓器的逆變器,采用這種逆變器首先成本非常的高,其次效率也會降低,造成整體系統(tǒng)的PR(系統(tǒng)效率)值降低,這是大家不愿意看到的結(jié)果,因此建議由組件廠家為終端客戶提供建議方案。湖南光伏系統(tǒng)PID預(yù)防及恢復(fù)PV Booster
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