薄膜光伏組件的熱斑效應和應對措施
發(fā)布時(shí)間 : 2019-11-13 瀏覽量 : 1560
隨著(zhù)科技日新月異的發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)在國內外均得到了廣泛的應用，其應用形式多種多樣，應用場(chǎng)所分布廣泛，主要用于大型地面光伏電站、住宅和商用建筑物的屋頂、建筑光伏建筑一體化、光伏路燈等。在這些場(chǎng) 所，不可避免的會(huì )出現建筑物、樹(shù)蔭、煙囪、灰塵、云朵等對太陽(yáng)能電池組件造成遮擋。因此，人們關(guān)心的是此類(lèi)情況對太陽(yáng)能電池的發(fā)電效率影響有多大,又該如 何解決呢？
在實(shí)際應用中，太陽(yáng)能電池一般是由多塊電池組件串聯(lián)或并聯(lián)起來(lái)，以獲得所期望的電壓或電流的。為了達到較高的光電轉換效 率，電池組件中的每一塊電池片都須具有相似的特性。在使用過(guò)程中，可能出現一個(gè)或一組電池不匹配，如：出現裂紋、內部連接失效或遮光等情況，導致其特性與整體不諧調。在合理的光照條件下，一串聯(lián)支路中被遮蔽的光伏電池，會(huì )由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?，被遮蔽的光伏電池不但對組件輸出沒(méi)有貢獻，而且會(huì )消耗其它電 池產(chǎn)生的電力，此時(shí)會(huì )發(fā)熱，這就是熱斑效應。
相對于晶體硅而言，非晶硅薄膜電池組件在整個(gè)組件上膜厚比較均勻，多個(gè)子電池的電流匹 配良好，不會(huì )出現晶體硅組件易發(fā)生裂紋或隱裂紋的情況，通過(guò)優(yōu)異的生產(chǎn)工藝和嚴格的質(zhì)量控制體系制成的非晶硅光伏組件，幾乎不會(huì )發(fā)生薄膜組件中各子電池內 部鏈接失效的問(wèn)題。另外，對于晶體硅太陽(yáng)電池，小遮擋即可引起大功率損失，導致組件溫度過(guò)高，嚴重的會(huì )燒壞組件，甚至引起重大火災；但非晶硅薄膜電池的電 流密度較小，陰影遮擋對于薄膜電池也會(huì )存在影響，但是影響要比晶體硅電池小得多。
針對薄膜光伏產(chǎn)品的熱斑效應，國際電工委員會(huì )制定了嚴格的認證試驗標準，產(chǎn)品必須在極為嚴酷條件下經(jīng)受住熱斑效應的測試。薄膜光伏組件經(jīng)過(guò)熱斑耐久試驗之后，首先進(jìn)行外觀(guān)檢查，對任何裂紋、氣泡或脫層等情況進(jìn)行 記錄或拍照。如果發(fā)現標準規定的嚴重外觀(guān)缺陷，如：破碎、開(kāi)裂、彎曲、不規整或損傷的外表面;組件有效工作區域的任何薄膜層有超過(guò)一個(gè)電池面積10%以上 的空隙、看得見(jiàn)的腐蝕，在組件的邊緣和任何一部分電路之間形成連續的氣泡或剝層等，喪失機械完整性，導致組件的安裝或工作都受到影響，則視為不合格。如果 存在外觀(guān)缺陷但不屬于上述的嚴重外觀(guān)缺陷，如：組件有效工作區域的任何薄膜層有空隙和可見(jiàn)的腐蝕，輸出電線(xiàn)有可見(jiàn)的腐蝕等，則拍照進(jìn)行記錄；如果在對后續 的其他測試實(shí)驗沒(méi)有影響，則認為薄膜光伏組件通過(guò)了熱斑效應測試，如果造成影響，則另選兩塊組件重新進(jìn)行熱斑效應測試。此外，組件在標準試驗條件下的最大 輸出功率的衰減不能超過(guò)測試前的5%；絕緣電阻應滿(mǎn)足初始試驗的同樣要求。
解決熱斑效應問(wèn)題的通常做法，是在組件上并聯(lián)一個(gè)二極管。通常情況下，這個(gè)二極管不影響組件正常工作。當組件中的電池被遮擋時(shí)，此時(shí)二極管導通，從而避免被遮電池過(guò)熱損壞。
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