,太阳能电池板PID现象解决方案,WUXI SINENG NEW ENERGY,2014 年 12 月 19 日,太阳能电池板PID现象产生机理,Potential-induced degradation (简称PID)，即电池板电势诱导衰减现象，指电池板组件在长期负偏高压作用下，使得玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，造成硅片的半导体分层及性能衰减，以及严重的电离腐蚀，使组件的性能低于设计标准。,All rights reserved 版权所有，仿冒必究 Company Confidential 公司机密，不得公开,1、组件对外壳（大地）的负偏压-没有对外壳之间的负压，就没有电子从硅片迁移到外壳的可能，也就不会有电离腐蚀。 2、高湿- 干燥条件下硅片到外壳之间电阻接近无穷大，但潮湿条件下电阻降低，在有负压的作用下就会产生漏电流，就有可能造成电离腐蚀。 3、高温-高温本身就是很多电化学反应的催化剂，会加剧反应的速度。 基于1、2、3项，可知海南，东南沿海，云南部分山区，PID现象会相对更加严重。,太阳能电池板PID现象催化要素,All rights reserved 版权所有，仿冒必究 Company Confidential 公司机密，不得公开,4、更薄的硅片-会更快的被腐蚀掉 5、组件更轻薄的封装材料及玻璃-会造成绝缘电阻的降低和漏电流的增大 基于4、5项，可知薄膜组件PID现象会非常严重，此外近两年晶硅组件厂商受价格压力，也普遍采用了更薄的切片工艺，更廉价的封装材料和玻璃，所以今年来新生产的组件的PID效应反而更严重，这也意味着，几年前建的电站没有发现明显的PID效应，不代表新建的电站就不会有。,太阳能电池板PID现象催化要素,All rights reserved 版权所有，仿冒必究 Company Confidential 公司机密，不得公开,1、国内多个电站已经发现了严重的PID现象，部分运行两年的电站，光伏板性能已经衰减20%以上，远低于25年的设计寿命，由于组件及逆变器均不具备PID抑制能力，现场整改无法实施，已经造成电站投资难以收回的严峻局面。 2、因为较早意识到PID现象的风险，上能较早就已经介入了针对抑制PID现象的技术研发，2013年中节能公司完成合作项目沿海地区光伏发电系统的PID 问题的系统解决方案，合作申请国家发明专利一项；目前在东部沿海地区，有超过50MW上能逆变器采用了PID抑制技术 3、在2014年5月8日由中广核召开的各逆变器厂家PID问题对策会议上，已经将上能的上述PID解决方案作为其东部地区大型电站的必备功能。,太阳能电池板PID现象的严重性和紧迫性,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,对于已既定电池品牌的光伏发电系统，通常采用两种方法来解决极板PID问题： 逆变器侧通过负极接地组件，将电池板负极接地;（大型地面电站） 夜间对地施加正向电压的方式（直接并网的组串型） 3、令逆变器输出电压对大地之间叠加一个电位，让PV负极电位等于大地电位（华为小机的大型地面电站应用）,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,电池板负极接地可有效解决电池板的PID现象，通常需要通过安装在逆变器侧的专用负极接地组件来实现接地。,电池接地组件监测网络原理示意图,功率变换,逆变器,直流接触器,直流熔断器,漏电流传感器,变压器,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,本质上，直流接触器闭合条件下，就是等效于下图：实现PV负极接大地，消除PV负极对大地的负压，从而改善PID效应。,功率变换,逆变器,变压器,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,但是PV负极接大地后，一旦PV正极对大地搭接就会通过大地产生短路电流，这时候就需要：PID组件中的直流熔断器快速熔断，逆变器发出指令脱扣直流输入断路器：,功率变换,逆变器,直流熔断器,变压器,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,PV负极接大地后，一旦人手触摸PV正极，就会有电流流过人体造成触电，30mA的电流就会造成触电死亡而该电流无法烧断熔断器，此时需要漏电流传感器检测到30mA的电流，通知逆变器的控制系统并发出指令脱扣直流输入断路器：,功率变换,逆变器,直流熔断器,变压器,漏电流传感器,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,为防止PV负极在逆变器外部出现二次接地，造成漏电流不流经逆变器内部的传感器，因此，可以在每天逆变器启机前，先断开PID组件中的直流接触器，令逆变器进行PV对地阻抗检测，如有异常可及时发现并告警。,功率变换,逆变器,变压器,直流接触器,启动绝缘检测， 发现异常并告警,技术难点：,方案看似简单，众多厂家的产品在实际运行中却存在以下问题： 1. 宁夏某现场，薄膜板，某进口品牌（LST)逆变器PV负极接地后无法正常并网运行，导致用户发电量损失巨大，业主正在谋求采用上能逆变器进行替换。 2. 东南沿海某现场，上能逆变器增加PV负极接地后顺利并网，而同一场地的某品牌(ZV)逆变器在PV负极接地后无法并网 3、广核的PID专项会议上要求逆变器厂家的PV负极接地组件必须能准确检测到30mA人体漏电流，上能产品可以完全满足该检测精度并优于。（15mA即可精确检测到并报警，超过30mA立即保护），但会上很多厂家(TB,XJ)其目前只能检测到2A以上的电流，存在严重人身安全隐患。 4、相关标准要求漏电流超标后必须立即断开逆变器直流输入断路器，但部分厂家采用了不具备脱扣功能的隔离开关替代断路器，无法实现保护功能 5、PV负极接地应用后，对箱变的防雷，电缆等设计也提出新的要求，如考虑不周也会带来新的问题，上能已经有近百MW的PV接地成熟应用经验，可以协助用户和设计院进行完善的系统设计。,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,负极接地保险,对地漏电流传感器,电压采样网络,对地电阻并联网络,数字隔离检测电路,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,数字隔离检测技术,电阻降压不隔离检测技术,利用独立A/D芯片将模拟信号转换为高速数字信号，再通过数字隔离传输，将数字信号送给控制系统 采用ADI公司外部独立A/D，指标远超DSP集成A/D 采用高速数字隔离传输，抗干扰强无失真 电气隔离，彻底断绝共模通路，无论PV正极或负极接地对控制系统完全没有影响,霍尔电压传感器隔离技术,PV电压经电阻降压后直接送给逆变器检测控制电路 则PV端口和检测控制电路之间无电气隔离，当PV接地后，容易有共模电流经过电阻流经检测控制电路，引起检测控制异常。 后果：PV接地后难以并网，或并网后检测信号容易受干扰，严重影响MPPT精度，损失发电量,将电压信号先转换为磁场，利用霍尔原理将磁场信号再转为电压信号 磁场信号容易受干扰，且检测精度和线性度较低，温漂差。 后果：检测精度差，影响MPPT寻优精度，损失发电量,无锡上能新能源有限公司PID解决方案简介,PID选件,无锡上能新能源有限公司,用 创 新 赢 取 未 来,