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薄膜光伏組件的熱斑效應和應對措施
發布時間 : 2019-11-13 瀏覽量 : 1560
    隨著科技日新月異的發展,光伏發電技術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 所,不可避免的會出現建筑物、樹蔭、煙囪、灰塵、云朵等對太陽能電池組件造成遮擋。因此,人們關心的是此類情況對太陽能電池的發電效率影響有多大,又該如 何解決呢?

    在實際應用中,太陽能電池一般是由多塊電池組件串聯或并聯起來,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。在使用過程中,可能出現一個或一組電池不匹配,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,一串聯支路中被遮蔽的光伏電池,會由發電單元變為耗電單元,被遮蔽的光伏電池不但對組件輸出沒有貢獻,而且會消耗其它電 池產生的電力,此時會發熱,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組件上膜厚比較均勻,多個子電池的電流匹 配良好,不會出現晶體硅組件易發生裂紋或隱裂紋的情況,通過優異的生產工藝和嚴格的質量控制體系制成的非晶硅光伏組件,幾乎不會發生薄膜組件中各子電池內 部鏈接失效的問題。另外,對于晶體硅太陽電池,小遮擋即可引起大功率損失,導致組件溫度過高,嚴重的會燒壞組件,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。

    針對薄膜光伏產品的熱斑效應,國際電工委員會制定了嚴格的認證試驗標準,產品必須在極為嚴酷條件下經受住熱斑效應的測試。薄膜光伏組件經過熱斑耐久試驗之后,首先進行外觀檢查,對任何裂紋、氣泡或脫層等情況進行 記錄或拍照。如果發現標準規定的嚴重外觀缺陷,如:破碎、開裂、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一個電池面積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 存在外觀缺陷但不屬于上述的嚴重外觀缺陷,如:組件有效工作區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,則拍照進行記錄;如果在對后續 的其他測試實驗沒有影響,則認為薄膜光伏組件通過了熱斑效應測試,如果造成影響,則另選兩塊組件重新進行熱斑效應測試。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測試前的5%;絕緣電阻應滿足初始試驗的同樣要求。

    解決熱斑效應問題的通常做法,是在組件上并聯一個二極管。通常情況下,這個二極管不影響組件正常工作。當組件中的電池被遮擋時,此時二極管導通,從而避免被遮電池過熱損壞。


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