專利名稱：避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及晶體硅光伏組件的制造領(lǐng)域，特別涉及一種避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
PID現(xiàn)象是指組件在使用過程中，尤其是在高溫多濕環(huán)境下，晶體硅光伏組件中的電路與其接地金屬邊框之間的高電壓流經(jīng)太陽能電池單元，出現(xiàn)的組件光伏性能持續(xù)衰減的現(xiàn)象，這是太陽能電池組件特有的現(xiàn)象。造成此類衰減的機理是多方面的，例如在高電壓的作用下，組件電池的封裝材料、組件上表面層及下表面層的材料中出現(xiàn)離子遷移現(xiàn)象；電池中出現(xiàn)的熱載流子現(xiàn)象；電荷的再分離消減了電池的活性層的性能；相關(guān)的電路被腐蝕
坐寸ο根據(jù)實驗室和電站實地考察，發(fā)生PID效應(yīng)的主要影響因子有:①組件環(huán)境濕度，濕度越大，PID效應(yīng)越明顯；②系統(tǒng)電壓，系統(tǒng)電壓越大，PID越明顯；③環(huán)境溫度，溫度越高，PID效應(yīng)越明顯；④封裝材料； 組件使用時間；⑥組件表面的狀況，例如導(dǎo)電性。PID效應(yīng)會導(dǎo)致組件功率衰減，性能降低，進而影響整個系統(tǒng)的發(fā)電能力和總輸出功率。在電站實際運行中發(fā)現(xiàn)，光伏發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)電壓對組件有持續(xù)的PID作用，嚴重時會導(dǎo)致功率衰減50%以上，直接影響電站的實際發(fā)電量和投資者的收益。目前光伏電站在安裝組件時，一般將一定數(shù)量的組件串聯(lián)為一組。由于組件受PID效應(yīng)的影響，對于P型硅電池組件，串接組件的負極側(cè)比正極側(cè)的PID強度要高，即在負極端的組件受PID影響功率衰減最厲害。對于N型電池，目前還沒有發(fā)現(xiàn)PID效應(yīng)。針對這種現(xiàn)象，各廠家為減緩和消除PID效應(yīng)提出了各種方案，主要的方法有如下幾種:①負極接地:匯流箱或是逆變器的負極端接地。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的特殊性，目前，光伏發(fā)電中光伏并網(wǎng)逆變器直流系統(tǒng)段一般采用浮地(不接地)系統(tǒng)，即直流供電系統(tǒng)段的正極、負極均不接地。一旦負極接地，除了因為通過柜體導(dǎo)致回流，還可以從地返回，這樣會使雜散電流增大；若發(fā)生正極接地，就會對人身安全造成嚴重威脅，未接地直流系統(tǒng)上的接地故障也可以引起電源損壞和現(xiàn)場損壞，嚴重時會影響并網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。并且由于太陽能電池組件放于屋頂或空曠的野外環(huán)境，極易受雷擊而使系統(tǒng)產(chǎn)生極端的電涌電壓，雖設(shè)計防雷器等器件但也不能完全避免高電壓的產(chǎn)生，瞬間的高電壓將對長期運行的直流系統(tǒng)的絕緣造成巨大的潛在危險，從而會造成正極或負極側(cè)的系統(tǒng)接地，一旦系統(tǒng)接地將給整個發(fā)電系統(tǒng)造成發(fā)生事故的隱患。②正負極對換:在串接的組件當中，將正極側(cè)和負極側(cè)組件對換，可以有效降低PID效應(yīng)，如中國專利201110460800.8《太陽能組件功率衰減恢復(fù)方法》、201120573837.7《手動太陽能組件功率衰減防治模塊》和201120573995.2《自動太陽能組件功率衰減防治模塊》。缺陷:耗時耗力太多。對于一個大系統(tǒng)，安裝成本高，并且，由于該工作有一定的技術(shù)的含量，需要具備一定光伏知識的工程師來完成，這更增加安裝成本。[0008]③封裝材料:提高封裝材料(通常為EVA或玻璃)的體電阻，減少漏電流，降低PID強度。缺陷:提高封裝材料的體電阻需往封裝材料內(nèi)施加一定的添加劑，而這些添加劑的耐久性和失效性難以確定，有可能隨時間的延長，體電阻減低，而使降低PID強度失效。④調(diào)整電池片工藝:提高電池片正表面減反膜(一般為氮化硅)的折射率，可有效減少PID效應(yīng)。缺陷:減反膜的折射率會影響電池片表面的反射率,從而影響電池片的效率。目前各電池片生產(chǎn)廠家在硅片上鍍的氮化硅折射率范圍為2.05 2.12，若在此基礎(chǔ)上增大氮化硅的折射率會降低電池片的效率，電池片生產(chǎn)廠商對該方案是無法接受的。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是:為了克服現(xiàn)有技術(shù)中，減緩和消除PID效應(yīng)的方法不理想的不足，本實用新型提供一種避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)，避免或降低PID現(xiàn)象，提高光伏系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率和光伏電站的安全性。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)，用于光伏系統(tǒng)，所述光伏系統(tǒng)包括由所述晶體硅光伏組件組成的光伏組件陣列、匯流箱和逆變器，每個光伏組件陣列均與一個匯流箱連接，所述各匯流箱的正極輸出端并接后與逆變器的正極輸入端連接，各匯流箱的負極輸出端并接后與逆變器的負極輸入端連接，在逆變器的正負極輸入端之間或至少一個匯流箱的正負極輸出端之間設(shè)置開關(guān)控制器。當光伏系統(tǒng)有電輸出時，所述開關(guān)控制器斷開；需對光伏組件進行功率衰減恢復(fù)時，所述開關(guān)控制器閉合。所述開關(guān)控制器為光控開關(guān)或定時開關(guān)?？梢酝ㄟ^光照度或者時間來控制光伏系統(tǒng)正、負極的通斷。本領(lǐng)域技術(shù)人員一般是在實驗室通過高溫高濕高壓的方法，先將PID效應(yīng)明顯表現(xiàn)出來，然后再想辦法去恢復(fù)功率衰減，并且希望恢復(fù)得較快，現(xiàn)有技術(shù)中，這種測試PID效應(yīng)的裝置和方法很多。由于本實用新型將光伏系統(tǒng)的正、負極短接的結(jié)構(gòu)恢復(fù)得較慢，基于這種慣性思維，本實用新型的結(jié)構(gòu)不被本領(lǐng)域技術(shù)人員采用。而發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在實際使用過程中，PID效應(yīng)是一個緩慢的過程，本實用新型是在PID效應(yīng)表現(xiàn)出來之前就開始將光伏系統(tǒng)的正、負極短接，雖然恢復(fù)得較慢，但是每天都可以恢復(fù)，能有效避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)的衰減。本實用新型的有益效果是，本實用新型的避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)，簡單易實現(xiàn)，且成本低，可以有效避免和消除PID現(xiàn)象，提聞光伏系統(tǒng)的利用率和光伏電站的安全。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。

圖1是本實用新型的避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)最優(yōu)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
現(xiàn)在結(jié)合附圖對本實用新型作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本實用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實用新型有關(guān)的構(gòu)成。如圖1所示，本實用新型的避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)最優(yōu)實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。用于光伏系統(tǒng)，所述光伏系統(tǒng)包括由所述晶體硅光伏組件組成的光伏組件陣列、匯流箱和逆變器，每個光伏組件陣列均與一個匯流箱連接，所述各匯流箱的正極輸出端并接后與逆變器的正極輸入端連接，各匯流箱的負極輸出端并接后與逆變器的負極輸入端連接。由于在匯流箱內(nèi)安裝開關(guān)控制器最方便，因此，在其中一個匯流箱的正負極輸出端之間設(shè)置開關(guān)控制器。當光伏系統(tǒng)有電輸出時，所述開關(guān)控制器斷開；當光伏系統(tǒng)無電輸出時，所述開關(guān)控制器閉合。所述開關(guān)控制器為光控開關(guān)。經(jīng)過實驗證實該方案確實有效。實驗的具體方法:對一塊已經(jīng)有PID效應(yīng)缺陷的組件采取正負極短接一段時間后，組件功率有明顯的提升。本實用新型的最優(yōu)實施例僅連接一個開關(guān)控制器，還可以在其他匯流箱的正負極輸出端之間設(shè)置開關(guān)控制器，如圖1所示的以虛線連接的開關(guān)控制器。圖1為示意圖，僅畫出中間的匯流箱連接的光伏組件陣列，其余兩個匯流箱連接的光伏組件陣列未畫出。以上述依據(jù)本實用新型的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項實用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項實用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。
權(quán)利要求1.一種避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)，用于光伏系統(tǒng)，所述光伏系統(tǒng)包括由所述晶體硅光伏組件組成的光伏組件陣列、匯流箱和逆變器，每個光伏組件陣列均與一個匯流箱連接，所述各匯流箱的正極輸出端并接后與逆變器的正極輸入端連接，各匯流箱的負極輸出端并接后與逆變器的負極輸入端連接，其特征在于:在逆變器的正負極輸入端之間或至少一個匯流箱的正負極輸出端之間設(shè)置開關(guān)控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述開關(guān)控制器為光控開 關(guān)或定時開關(guān)。
專利摘要本實用新型涉及一種避免或降低晶體硅光伏組件電位誘發(fā)衰減的結(jié)構(gòu)，用于光伏系統(tǒng)，光伏系統(tǒng)包括由晶體硅光伏組件組成的光伏組件陣列、匯流箱和逆變器，每個光伏組件陣列均與一個匯流箱連接，各匯流箱的正極輸出端并接后與逆變器的正極輸入端連接，各匯流箱的負極輸出端并接后與逆變器的負極輸入端連接，在逆變器的正負極輸入端之間或至少一個匯流箱的正負極輸出端之間設(shè)置開關(guān)控制器。本實用新型簡單易實現(xiàn)，成本低，可以有效避免和消除PID現(xiàn)象，提高光伏系統(tǒng)的利用率和光伏電站的安全。
文檔編號H02N6/00GK203086380SQ20132005770
公開日2013年7月24日 申請日期2013年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月1日
發(fā)明者魏慎金, 陳小梅 申請人:常州億晶光電科技有限公司