薄膜光伏組件的熱斑效應(yīng)和應(yīng)對(duì)措施
發(fā)布時(shí)間 : 2019-11-13 瀏覽量 : 1560
隨著科技日新月異的發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)在國(guó)內(nèi)外均得到了廣泛的應(yīng)用，其應(yīng)用形式多種多樣，應(yīng)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(xiàn)建筑物、樹(shù)蔭、煙囪、灰塵、云朵等對(duì)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(duì)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(yīng)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(dá)到較高的光電轉(zhuǎn)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(xiàn)一個(gè)或一組電池不匹配，如：出現(xiàn)裂紋、內(nèi)部連接失效或遮光等情況，導(dǎo)致其特性與整體不諧調(diào)。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)楹碾妴卧徽诒蔚墓夥姵夭坏珜?duì)組件輸出沒(méi)有貢獻(xiàn)，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(yīng)。
相對(duì)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(xiàn)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(yán)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(nèi) 部鏈接失效的問(wèn)題。另外，對(duì)于晶體硅太陽(yáng)電池，小遮擋即可引起大功率損失，導(dǎo)致組件溫度過(guò)高，嚴(yán)重的會(huì)燒壞組件，甚至引起重大火災(zāi)；但非晶硅薄膜電池的電 流密度較小，陰影遮擋對(duì)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(duì)薄膜光伏產(chǎn)品的熱斑效應(yīng)，國(guó)際電工委員會(huì)制定了嚴(yán)格的認(rèn)證試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品必須在極為嚴(yán)酷條件下經(jīng)受住熱斑效應(yīng)的測(cè)試。薄膜光伏組件經(jīng)過(guò)熱斑耐久試驗(yàn)之后，首先進(jìn)行外觀檢查，對(duì)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(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的嚴(yán)重外觀缺陷，如：破碎、開(kāi)裂、彎曲、不規(guī)整或損傷的外表面;組件有效工作區(qū)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(xù)的氣泡或剝層等，喪失機(jī)械完整性，導(dǎo)致組件的安裝或工作都受到影響，則視為不合格。如果 存在外觀缺陷但不屬于上述的嚴(yán)重外觀缺陷，如：組件有效工作區(qū)域的任何薄膜層有空隙和可見(jiàn)的腐蝕，輸出電線有可見(jiàn)的腐蝕等，則拍照進(jìn)行記錄；如果在對(duì)后續(xù) 的其他測(cè)試實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響，則認(rèn)為薄膜光伏組件通過(guò)了熱斑效應(yīng)測(cè)試，如果造成影響，則另選兩塊組件重新進(jìn)行熱斑效應(yīng)測(cè)試。此外，組件在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)條件下的最大 輸出功率的衰減不能超過(guò)測(cè)試前的5%；絕緣電阻應(yīng)滿足初始試驗(yàn)的同樣要求。
解決熱斑效應(yīng)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(dāng)組件中的電池被遮擋時(shí)，此時(shí)二極管導(dǎo)通，從而避免被遮電池過(guò)熱損壞。
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