PID效应的成因及抑制方法
PID效应(Potential Induced Degradation)中【zhōng】文【wén】全称为【wéi】电势诱导衰减。PID对组件的直接危害是大量电【diàn】荷【hé】聚集在电池片表面，使电【diàn】池【chí】表面钝化【huà】效【xiào】果加剧【jù】，从而【ér】导【dǎo】致电池【chí】片的【de】填充因子、开路电压及【jí】短路电流降低，电池组件功率衰减【jiǎn】，衰减程度【dù】可达50%
组件发生PID衰减EL成像图对比
关于PID效【xiào】应成因，目前光伏行业比较认【rèn】可的说法【fǎ】是：随着【zhe】光伏【fú】系统【tǒng】大【dà】规模【mó】应用，系统【tǒng】电【diàn】压越来愈高【gāo】。电池组件往往9-22块串联才能达到【dào】逆变器的MPPT工作电压，这就导致了很高的开路【lù】电压和工作电压。
以STC环境下450W的72片电池组件为【wéi】例，20串电池组件的开路电压【yā】高达1000V，工作【zuò】电压高【gāo】达800V。由于光伏电站需要配套【tào】防雷【léi】接地工程，一【yī】般【bān】组件的铝合【hé】金边框都要求接地，电池片和【hé】铝框之间就会形【xíng】成接近1000V的直流高【gāo】压【yā】，造【zào】成电路与金属【shǔ】接地边框存在电压偏置。
组件发生PID效应的机理
另外一个成因是组件封装。光伏组件封【fēng】装工艺不能保【bǎo】证百【bǎi】分百绝【jué】缘，在长期使用过【guò】程中，容易造【zào】成漏【lòu】电，使PN结中的电子损失的越来越多，导电【diàn】性【xìng】能【néng】越【yuè】来越差，最终【zhōng】导【dǎo】致电池组【zǔ】件的发电性能下降。 今天【tiān】，我们将从组件【jiàn】端和逆变器【qì】端两方面来【lái】解读如何预防和修复PID现象。
组件端
光伏组件【jiàn】出厂前进行PID测试，PID的测试标准是根据【jù】IEC62804光伏组件性能【néng】测【cè】试标准、IEC61215、IEC61730光伏组件【jiàn】安全测试标准结合【hé】而成，能够很【hěn】好地预判【pàn】光伏组件在【zài】使用【yòng】过【guò】程中是否会发生PID效应。客户在购买光伏组件时，也【yě】可【kě】以让【ràng】厂家提供相应的PID测试【shì】报【bào】告。
逆变器端
逆变器应对PID效应有以下三种方案：
方案1：采用负极接地方法，消除组件负极对地的负压
这种方案适用于隔离型光伏逆变器，包【bāo】括高【gāo】频隔离型逆【nì】变器和工频隔【gé】离型【xíng】逆变【biàn】器，负极接地后，消除了组件对地的负压，能有效抑制PID现【xiàn】象。而【ér】针对非隔离型光伏逆变器，则需【xū】要外加隔【gé】离变压【yā】器之后才能实【shí】现负极接地【dì】。
负极接地方案示意图
方案2：采用虚拟中性点接地方案，消除组件负极对地的负压
这【zhè】种【zhǒng】方案适用于由多台组串式光【guāng】伏逆变器构【gòu】成的集中式光伏【fú】电站【zhàn】，通过抬升虚拟中性点的电位，使【shǐ】各台逆【nì】变器的组串负【fù】极对【duì】地电压接近为0电位以实现PID抑制功【gōng】能。
虚拟中性点接地方案示意图
方案3：采用正向偏置电压方案，修复PID效应
这种方案适用于由单台或多台组串式光伏逆变器构成的分布式光伏电站，采用逆【nì】变器内置或外【wài】置防PID修复功能模块【kuài】，该模块由交【jiāo】流侧供电，在光【guāng】伏【fú】组串正负极加正向偏置【zhì】电压，修复PID效应，可提供自动模式，夜【yè】间模式【shì】和连续模式【shì】三种输出方【fāng】式，一般默认为【wéi】自动【dòng】模【mó】式输出【chū】，自动模式【shì】输【shū】出为系统最【zuì】高电压【yā】。
外置PID修复功能模块示意图
目前PID效应已经【jīng】是行业内公认对光【guāng】伏组件功率影响的重要因素，尤其【qí】是面对【duì】如高【gāo】温、高湿【shī】等复【fù】杂环【huán】境时，光伏组件的PID效应还会加【jiā】剧。因此【cǐ】在组件【jiàn】端，我们可【kě】以采用耐【nài】候【hòu】性【xìng】更好的【de】原【yuán】辅材【cái】料进行封装，增加【jiā】外部【bù】电路与内部电池的绝缘【yuán】电【diàn】阻【zǔ】，降低漏【lòu】电【diàn】流现象;另外无边框组件【jiàn】在实验中相较【jiào】于有边框【kuàng】组【zǔ】件，有较好【hǎo】的抗PID特性，因此边框也是我们研究PID的【de】重要因素。在【zài】逆变器端，可采用【yòng】虚拟接地方案，或【huò】选配内置或外置防PID功能模块来解决PID效应。 通过以上方案，虽然不【bú】能达到完全避免PID效应的效果，但可以【yǐ】把因PID效应造成的损失降到最【zuì】低。
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