薄膜光伏組件的熱斑效應和應對措施
發(fā)布時間 : 2019-11-13 瀏覽量 : 1560
隨著科技日新月異的發(fā)展，光伏發(fā)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(xiàn)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(fā)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(lián)或并聯(lián)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(xiàn)一個或一組電池不匹配，如：出現(xiàn)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(lián)支路中被遮蔽的光伏電池，會由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?，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(fā)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(xiàn)晶體硅組件易發(fā)生裂紋或隱裂紋的情況，通過優(yōu)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(fā)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(fā)現(xiàn)標準規(guī)定的嚴重外觀缺陷，如：破碎、開裂、彎曲、不規(guī)整或損傷的外表面;組件有效工作區(qū)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(xù)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(qū)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(xù) 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(lián)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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