不同气候条件下光伏组件PID现象研究.docx

第14届中国光伏大会（CPVC14）论文集不同气候条件下光伏组件PID现象研究欧森，何涛，孟祥武，沈禛珏(连云港神舟新能源有限公司，大连， 222100)摘要：随着光伏发电的广泛应用，光伏组件会被安装到不同地区，不同地区因经纬度、地理形貌等不同造就了气候条件的差异；本文根据大型光伏电站的地区分布，选取三种典型的气候条件，通过模拟不同气候条件下的温、湿度变化情况，在1000V 的负偏压下，得出不同气候条件下的光伏组件PID现象发生机率和程度，为光伏电 站的安装区域选择和光伏组件的产品优化设计提供依据，避免因PID现象带来大幅 度的功率衰减，从而影响光伏电站的收益。关键词：光伏组件；气候条件；PID；衰减1引言太阳能是未来具有广泛应用前景的新能源，太阳能发电的使用也越来越普 及，同时也安装到全球的不同地区。随着 太阳能电池组件在不同环境中使用，不同 环境因素影响组件的功率输出。大量研究 表明在高温高湿地区功率衰减较为严重， 目前对此种特殊效应的组件测试方法并 没有明确的标准。根据不同地区的气候条件对太阳能 组件性能测试，模拟不同气候条件下温湿度在施加相同的负偏压下太阳能的电势 诱导衰减状况，用来评价太阳能电池组件 承受不同气候条件下的温湿度能力。本文根据PID形成机理，在实验室再现PID现象，探讨环境温度、湿度因素对 组件PID效应的影响，从而降低或避免组件PID效应。2实验过程2.1实验样品及设备本实验中所有组件使用的电池片为P 型晶体硅太阳能电池，封装材料一致。主 要实验设备有：重庆安吉拉CH340C型环 境试验箱、质卫PID专用测试电源、太阳 能稳态模拟器等。2.2实验内容2.2.1PID测试原理 实验采用目前较为广泛采用的PID测试方法（如图1所示），根据P型电池片 的特点，在不同气候条件下，将组件输出 端短路后连接负电压1000V，组件边框接地。132第14届中国光伏大会（CPVC14）论文集图1 电路连接示意图2.2.2热带季风气候，如：海南地区表1 海口年平均温湿度（中国气象网）2月10月11月12月年平均城市1月3月4月5月6月7月8月9月温度（℃） 湿度（%）14.31817.723.426.928.328.528.527.425.223.21823.381878583777981828282817481由数据可以看出，热带季风气候的年平均温度在23.3℃，最高温度在38.7℃， 根据组件NOCT温度（辐照度800W/㎡，温 度20℃）得出组件实际最高工作温度在 58.7℃左右，年平均相对湿度在81%,通过实验室模拟温度25℃（STC标准温度）/60℃（组件实际工作温度）及严苛条件下85℃，相对湿度85%，研究组件PID性 能衰减程度。2.2.3温带大陆性气候，如：呼和浩特。见表2。（中国#气嚣象网“）”．n—表2 呼和浩特年平均温湿度。。年平 均34月101112城市1月2月5月6月7月8月9月月月月月m《《Em，温度（℃）-13.5-15.322.923.123.6-8.17.9湿度（%）56514829304349485057495647133第14届中国光伏大会（CPVC14）论文集由数据可以看出，温带大陆性气候的年平均温度在7.9℃，最高温度在36.9℃， 根据组件NOCT温度（辐照度800W/㎡，温 度20℃）得出组件实际最高工作温度在 56.9℃左右，年平均相对湿度在47%,通过实验室模拟温度25℃（STC标准温度）/60℃（组件实际工作温度）及严苛条件 下85℃，相对湿度50%，研究组件PID性 能衰减程度。2.2.4干热气候，如：沙漠地区。见表3。表3 吐鲁番年平均温湿度（中国气象网）1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年平均城市温度（℃）湿度（%）-73662813303126342438204022432634242522192353023.425.9由数据可以看出，干热地区气候的年平均温度在23.4℃，最高温度在47.6℃， 根据组件NOCT温度（辐照度800W/㎡，温 度20℃）得出组件实际最高工作温度在 67.6℃左右，年平均相对湿度在25.9%, 通过实验室模拟温度25℃（STC标准温度）/60℃（组件实际工作温度）及严苛条件下85℃，相对湿度20%，研究组件PID性能衰减程度。3实验结果及分析3.1热带季风气候（如：海南）对组件PID性能的影响在相同湿度85%条件下，组件边框接1000V正电压(短接后接-1000V,边框接 地)，不同温度条件下PID实验过程中组件功率衰减情况如表1和图2所示。表4 相同湿度（85%），不同温度条件下组件PID的衰减程度24H功率衰减（W)72H功率衰减（W)96H功率衰减（W)初始功率(W)48H功率衰减(W)温湿度25℃/85