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?,被遮蔽的光伏電池不但?duì)組件輸出沒有貢獻(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一個(gè)電池面積10%以上 的空隙、看得見的腐蝕,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的腐蝕,輸出電線有可見的腐蝕等,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)沒有影響,則認(rèn)為薄膜光伏組件通過了熱斑效應(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熱損壞。