光伏组件热斑效应.ppt

七、太阳能电池组件的“热斑效应” 在一定的条件下，一串联支路中被遮藏的太阳能电池组件将被当作负载消耗其他被光照的太阳能电池组件所产生的能量，被遮挡的太阳能电池组件此时将会发热，这就是“热斑效应”。 这种效应会严重地破坏太阳能电组件。有光照的电池组件所产生的部分能量或所有能量，都可能被遮蔽的组件所消耗。 假定太阳能电池组件的串联回路中某一块被部分遮挡，调节负载电阻R，可使太阳能电池组件的工作状态由开路到短路。 从d、c、b、a四种工作状态进行分析： (1)调整太阳能电池组的输出阻抗，使其工作在开路（d点），此时工作电流为0，组开路电压UGd等于电池组件1和电池组件2的开路电压之和。 (2)当调整阻抗使电池组工作在c点，电池组件l郓电池组件2都有正的功率输出。 (3)当电池组工作在b点，此时电池组件1仍然工作在正功率输出，而受遮挡的电池组件2已经工作在短路状态，没有功率输出，但也还没有成为功率的接收体，还投有成为电池组件1的负载。 (4)当电弛组工作在短路状态（a点）．此时电池组件1仍然有正的功率输出，而电池组件2上的电压已经反向，电池组件2成为电池组件1的负载，不考虑回路中串联电阻的话，此时电池组件l的功率全部加到了电池组件2 t， 如果这种状态持续时间很长或电j组件1的功率很大，就会在被遮挡的电池组件2上造成热斑损伤。 (5)应当注意到，并不是仅在电池组处于短路状态才会发生“热斑效应”，从b点到a点的工作区间，电池组件2都处于接收功率的状态，这在实际工作中会经常发生，如旁路型控制器在蓄电池充满时将通过旁路开关将太阳能电池组件短路，此时就很容易形成热斑。 假定多组并联的太阳能电池组件其中一块被部分遮挡，调节负载电阻R，可使这组太阳能电池组件的工作状态由开路到短路。 受遮挡电池组件定义为2号，用曲线2表示；其余电池组件台起来定义为1号，由曲线1表示；两者的串联方阵为组(G)，用曲线G表示。 可以从a、b、c、d四种工作状态进行分析： (1)调整太阳能电池组的输出阻抗，使其上作在短路（a点），此时电池组的工作电压为0，组短路电流Isc等于电池组件1和电池组件2的短路电流之和。 (2)当调整阻抗使电池组工作在b点，电池组件1和电池组件2都有正的功率 (3)当电池组工作在c点，此时电池组件1仍然工作在正功率输出，而受遮挡的电池组件2已经工作在开路状态，没有功率输出，但也还没有成为功率的接收体，还没有成为电池组件1的负载。 (4)当电池组工作在开路状态（d点），此时电池组件1仍然有正的功率输出，而电池组件2上的电流已经反向，电池组件2成为电池组件1的负载，不考虑回路中其他旁路电流的话，此时电池组件1的功率全部加到了电池组件2 上，如果这种状态持续时间很长或电池组件1的功率很大，也会在被遮挡的电池组件2上造成热斑损伤。 (5)应当注意到，从c点到d点的工作区间，电池组件2都处于接收功率的状态。 并联电池组处于开路或接近开路状态在实际工作中也有可能， 脉宽调制控制器要求只有一个输入端，当系统功率较大，太阳能电池组件会采用多组并联，在蓄电池接近充满时，脉冲宽度变窄，开关晶体管处于临近截止状态，太阳能电池组件的工作点向开路方向移动，如果没有在各并联支路上加装阻断二极管，发生热斑效应的概率就会很大。 为防止太阳能电池组件由于热斑效应而被破坏，需要在太阳能电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以避免串联回路中光照组件所产生的能量披遮蔽的组件所消耗。 同样，对于每一个并联支路，需要串接一只二极管，以避免并联回路中光照组什所产生的能量被遮蔽的组件所吸收，串接二极管在独立光伏发电系统中可同时起到防止蓄电池在夜间反充电的功能。 * *