產生PID效應的主要因素及預防

光伏組件中的PID效應是一種常見的性能衰減現象，會導致光伏系統的發電效率下降。PID是指光伏組件在長期受到外電壓的影響下，會出現功率衰減、效率降低、壽命縮短等問題。通過對光伏組件進行PID測試，可以及時發現問題并采取相應措施，從而優化光伏系統的性能和延長其壽命。美能PID測試儀，用于評估光伏組件在實際運行中可能出現的性能衰減情況。本文將介紹產生光伏組件PID效應的主要因素，幫助更好地理解和預防這一問題。

熱斑效應

組件中的熱斑效應是指在一定條件下，組件中的某一串聯支路被遮蔽，不僅不能產生電量，還會被當作負載消耗其他有光照的組件所產生的能量；不僅會降低組件總發電量，還會導致被遮蔽的部分發熱，從而影響到組件效率。熱斑效應可能由多種因素引起，包括強光，高電流和通風不良。熱斑效應會導致組件輸出功率降低、壽命縮短和永久性損壞，甚至可能導致著火。當熱斑的溫度高到足以引起電池和組件框架之間的電壓差時，電池中的熱斑效應會導致PID。下圖說明了熱斑對組件的影響：當熱斑的溫度達到了66.2℃，與相鄰的無熱斑區域（30.9°C）相比，熱斑效應會導致進一步退化，從而使組件輸出功率下降，造成永久性損傷。

產生熱斑效應的組件

可以采取多種方法來減輕光伏組件中的熱斑效應：

• 適當通風的設計：確保組件周圍有足夠的氣流有助于散熱。

• 使用高導熱率的材料 ：如鋁，更有效地散熱。

• 使用低熱阻的太陽能電池：更不容易出現熱點 。

• 安裝遮陽裝置：如百葉窗或反光板可以減少到達組件的直射陽光量。

主動冷卻系統：如風扇或水冷。

陰影遮擋

陰影遮擋也是光伏系統中常見的問題，對組件的性能產生重大影響。受遮擋區域無法有效發電，產生電壓差，從而導致PID的產生。研究發現，遮擋會明顯增加PID發生的可能性，特別是當遮擋嚴重或發生時間較長時。另一項研究發現，遮擋會導致熱斑PID和光致降解 (LID)，其中LID更有可能發生在長時間遮蔽的電池中。

當組件被永久遮蔽時，可能會導致旁路二極管不被激活，從而導致組件短路，使輸出發電量減少，如圖2所示，在EL測試期間，不活動的旁路二極管導致模塊損失三分之一的功率。

由于永久陰影而具有不活動旁路二極管的光伏組件

隱裂

隱裂是指太陽能電池出現的裂紋或斷裂，如圖3所示，隱裂可能由多種因素引起，包括機械應力、熱膨脹和收縮以及極端溫度波動或濕度等環境因素。隱裂可能會導致功率輸出降低、效率下降和壽命縮短等問題，甚至導致組件完全失效。

受隱裂影響的太陽能電池EL圖像

為防止裂紋并減輕潛在損害，可以考慮采用如下方法：

• 設計光伏系統時考慮到抗裂性，使用不易破裂的材料和設計，如柔性電池或增強材料來增加電池的強度。

• 適當的密封和保護，防止極端溫度、濕度和紫外線輻射等環境因素造成的損壞。

• 定期檢查和維護，在潛在問題變得嚴重之前發現并解決問題。

太陽能電池溫度與裂紋尺寸 (%) 的關系

紅色表示裂紋尺寸對太陽能電池的溫度（>30℃）有顯著影響，藍色表示裂紋沒有顯著影響。

美能電位誘導退化（PID）測試儀

介紹：

長期泄漏電流會造成電池片載流子及耗盡層狀態發生變化、電路中的接觸電阻受到腐蝕、封裝材料受到電化學腐蝕等問題，從而導致電池片功率衰減、串聯電阻增大、透光率降低、脫層等影響組件長期發電量及壽命的現象。本設備為根據IEC62804標準研發的光伏組件PID 測試系統。測試目的：

• 評估光伏組件承受系統偏壓的能力；
• 測試光伏組件承受系統電壓、溫度、濕度等各種應力的能力；

減少和預防PID現象。

滿足標準:

滿足IEC61215標準中MQT21條款及IEC62804標準

功能特點：

• 組件邊框端接地，既模擬實際情況，又防止由于邊框高壓引起的潛在危險；

• 各通道相互獨立，多路電壓大小、極性、時間單獨設置；

• 多路電壓、泄露電流、絕緣電阻同時顯示；

• 實時監控電壓、泄露電流、絕緣電阻曲線；