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薄膜光伏组件的热斑效应和应对措施
发布时间 : 2019-11-13 浏览量 : 1560
    随着科技日新月异的发展,光伏发电技术在国内外均得到了广泛的应用,其应用形式多种多样,应用场所分布广泛,主要用于大型地面光伏电站、住宅和商用建筑物的屋顶、建筑光伏建筑一体化、光伏路灯等。在这些场 所,不可避免的会出现建筑物、树荫、烟囱、灰尘、云朵等对太阳能电池组件造成遮挡。因此,人们关心的是此类情况对太阳能电池的发电效率影响有多大,又该如 何解决呢?

    在实际应用中,太阳能电池一般是由多块电池组件串联或并联起来,以获得所期望的电压或电流的。为了达到较高的光电转换效 率,电池组件中的每一块电池片都须具有相似的特性。在使用过程中,可能出现一个或一组电池不匹配,如:出现裂纹、内部连接失效或遮光等情况,导致其特性与整体不谐调。在合理的光照条件下,一串联支路中被遮蔽的光伏电池,会由发电单元变为耗电单元,被遮蔽的光伏电池不但对组件输出没有贡献,而且会消耗其它电 池产生的电力,此时会发热,这就是热斑效应。

    相对于晶体硅而言,非晶硅薄膜电池组件在整个组件上膜厚比较均匀,多个子电池的电流匹 配良好,不会出现晶体硅组件易发生裂纹或隐裂纹的情况,通过优异的生产工艺和严格的质量控制体系制成的非晶硅光伏组件,几乎不会发生薄膜组件中各子电池内 部链接失效的问题。另外,对于晶体硅太阳电池,小遮挡即可引起大功率损失,导致组件温度过高,严重的会烧坏组件,甚至引起重大火灾;但非晶硅薄膜电池的电 流密度较小,阴影遮挡对于薄膜电池也会存在影响,但是影响要比晶体硅电池小得多。

    针对薄膜光伏产品的热斑效应,国际电工委员会制定了严格的认证试验标准,产品必须在极为严酷条件下经受住热斑效应的测试。薄膜光伏组件经过热斑耐久试验之后,首先进行外观检查,对任何裂纹、气泡或脱层等情况进行 记录或拍照。如果发现标准规定的严重外观缺陷,如:破碎、开裂、弯曲、不规整或损伤的外表面;组件有效工作区域的任何薄膜层有超过一个电池面积10%以上 的空隙、看得见的腐蚀,在组件的边缘和任何一部分电路之间形成连续的气泡或剥层等,丧失机械完整性,导致组件的安装或工作都受到影响,则视为不合格。如果 存在外观缺陷但不属于上述的严重外观缺陷,如:组件有效工作区域的任何薄膜层有空隙和可见的腐蚀,输出电线有可见的腐蚀等,则拍照进行记录;如果在对后续 的其他测试实验没有影响,则认为薄膜光伏组件通过了热斑效应测试,如果造成影响,则另选两块组件重新进行热斑效应测试。此外,组件在标准试验条件下的最大 输出功率的衰减不能超过测试前的5%;绝缘电阻应满足初始试验的同样要求。

    解决热斑效应问题的通常做法,是在组件上并联一个二极管。通常情况下,这个二极管不影响组件正常工作。当组件中的电池被遮挡时,此时二极管导通,从而避免被遮电池过热损坏。


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