薄膜光伏元件的熱斑效應和應對措施

發佈日期: 2011 年 12 月 22 日 17:57 | 作者: | 分類: 綠能知識

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,應用場所分佈廣泛,主要用於大型地面光伏電站、住宅和商用建築物的屋頂、建築光伏建築一體化、光伏路燈等。在這些場所,不可避免的會出現建築物、樹蔭、煙囪、灰塵、雲朵等對太陽能電池元件造成遮擋。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並聯起來,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  光伏電池不但對元件輸出沒有貢獻,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。

相對於晶體矽而言,非晶矽薄膜電池組件在整個元件上膜厚比較均勻,多個子電池的電流匹配良好,不會出現晶體矽元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品質控制體系製成的非晶矽光伏組件,幾乎不會發生薄膜元件中各子電池內部連結失效的問題。另外,對於晶體矽太陽電池,小遮擋即可引起大功率損失,導致元件溫度過高,嚴重的會燒壞元件,甚至引起重大火災;但非晶矽薄膜電池的電流密度較小,陰影遮擋對於薄膜電池也會存在影響,但是影響要比晶體矽電池小得多。

針對薄膜光伏產品的熱斑效應,國際電子電機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。薄膜光伏元件經過熱斑耐久試驗之後,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;元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,在元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,導致元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於上述的嚴重外觀缺陷,如:元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;如果在對後續的其他測試實驗沒有影響,則認為薄膜光伏元件通過了熱斑效應測試,如果造成影響,則另選兩塊元件重新進行熱斑效應測試。此外,元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,是在元件上並聯一個二極體。通常情況下,這個二極體不影響元件正常工作。當組件中的電池被遮擋時,此時二極體導通,從而避免被遮電池過熱損壞。

令客戶可以放心的是,目前,包括普樂新能源在內的國內多家薄膜元件製造商通過了國際上最權威的和最嚴酷的產品工作性能和安全性能的認證。需要注意的是,光伏電站的設計、施工和並網使用過程中,應當充分考慮到遮擋對光伏電站和光伏系統的影響,需要對光伏電站進行合理的佈局並採用最大功率控制等技術把陰影對光伏系統的影響減小到最低程度。

announcements 線上投稿     mail 列印
Share