為將PID影響降低,PID預防及恢復措施的研究已受到高度重視。傳統P型光伏組件的抗PID技術大致可分為三類,即從電池片層面、組件層面和系統層面分別考慮對抗PID效應。對于已投運光伏項目來說,從系統層面考慮PID效應的預防和修復是行之有效的方法。PID預防及恢復裝置主要包括方陣電壓檢測單元,功能設定單元,ARM單元,狀態指示單元,絕緣阻抗監測單元,PID修復單元和PID預防單元,通過將方陣絕緣阻抗監測,電池板PID效應預防和電池板PID效應修復集于一體,不單可以監測光伏方陣的絕緣阻抗,修復具有PID效應的電池板以及預防電池板PID效應的產生,而且可根據逆變器接入電網的不同形式及電池板的PID效應程度選取不同的PID效應消除方法。在PID預防及恢復中,光伏陣列的組件邊框通常都是接地的。湖南光伏系統PID預防及恢復PV Booster
在PID預防及恢復中,從材料上抑制PID效應,安全、可靠,但非Na、Ca玻璃的成本高昂。另外新材料的穩定性問題也是未知數,目前也是無法推廣應用。從逆變器側考慮,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生電擊危險,所以負極接地電路必須具有異常電流監測及分斷保護系統,方可在抑制PID效應的同時保障電站設備的運行安全。寧夏光伏電站PID預防及恢復通訊裝置與遠程電站系統連接。
在PID預防及恢復中,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電的(或者其導電性非常差),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結中的一部分空穴(帶正電)。根據光伏效應的原理,空穴應該流向電池的p區(正極),因此部分空穴被吸引后,電池將不能達到設計的功率輸出,太陽電池的填充因子(FF)、短路電流(Isc)和開路電壓(Voc)降低,組件性能低于設計標準值。
PID預防及恢復裝置主要應用于光伏發電系統,其中就包括控制單元、開關電源、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電系統中逆變器的通訊端相連;控制單元的輸出端與開關電源的控制端相連;開關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相連;控制單元用于采集光伏發電系統中光伏陣列的負極對大地電壓,并通過閉環調節控制開關電源的輸出電壓,以將光伏陣列的負極對大地電壓調節為預設值;電源鉗位單元用于在逆變器處于關機狀態時,控制逆變器中的電容承受正壓。PID預防及恢復的方法包括了增大EVA、POE等封裝材料的體積電阻。
PID預防及恢復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,進而實現白天光伏電池板的PID預防功能或者夜間光伏電池板的PID修復功能。并且,通過抬升虛擬中性點的電勢實現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預防及恢復裝置與光伏陣列的正極或負極之間的通路出現故障時,也能通過另一條支路來保證光伏陣列的對地電勢被抬升,相比現有技術也是提高了PID修復的可靠性。PID效應的產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,降低電池的并聯電阻。河南太陽能電池PID預防及恢復系統
在PID預防及恢復中,組件的PID效應作為影響電站發電量的重要因素之一。湖南光伏系統PID預防及恢復PV Booster
在PID預防及恢復中,杜絕離子產生的源頭,采用石英玻璃,低鈉玻璃等;降低組串電壓;小規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、組件和系統端減弱或避免PID,但PID效應的影響然后還是體現在電池片上。因此,建議電池廠家對產品進行更全方面的研究,上下游結合,整體考慮性價比高的解決方案。比如,系統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,造成整體系統的PR(系統效率)值降低,這是大家不愿意看到的結果,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PID預防及恢復PV Booster
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