光伏組件的“熱斑效應(yīng)”
今天帶大家了解一下電池片熱斑形成的原因、檢測方法及應(yīng)對措施。
一 什么是“熱斑效應(yīng)”
相信大部分光伏圈的小伙伴都聽說過“熱斑效應(yīng)”及其危害。常見的資料對于熱斑的解釋為:在一定條件下,一串聯(lián)支路中被遮蔽的太陽電池組件,將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽電池組件所產(chǎn)生的能量。被遮蔽的太陽電池組件此時(shí)會發(fā)熱,這就是熱斑效應(yīng)。
但是上述解釋并不全面,其實(shí)形成熱斑的根本原因是,在一個(gè)串聯(lián)電路中,電池的工作狀態(tài)不一致,而造成這種“不一致”的,除了局部遮擋外,還可能是電池本身的缺陷或不同。使用紅外熱像儀可以簡便快捷檢測出組件熱斑(下圖)。
實(shí)際上,就好像沒有兩片一樣的樹葉,也沒有兩片一模一樣的電池,電池之間性能完全一樣的可能性是很小的。由此可見,熱斑效應(yīng)是光伏組件中一種常見的正常現(xiàn)象,大家也不必談“熱斑”色變。
二 “熱斑”對組件的影響
對于晶硅太陽能電池,小的遮擋也可引起大的功率損失。嚴(yán)重時(shí),熱斑效應(yīng)可導(dǎo)致電池局部燒毀形成暗斑、焊點(diǎn)熔化、柵線毀壞、封裝材料老化等永久性損壞,甚至造成整個(gè)太陽能組件的報(bào)廢或重大火災(zāi)。據(jù)國外權(quán)威統(tǒng)計(jì),熱斑效應(yīng)使太陽電池組件的實(shí)際使用壽命至少減少10%。
然而,薄膜太陽能電池(如銅銦鎵硒、碲化鎘等)普遍弱光性能好,所以陰影遮擋對于薄膜電池影響比對晶硅電池小得多。
三 熱斑耐久試驗(yàn)
在標(biāo)準(zhǔn)IEC61215:2005《地面用晶體硅光伏組件設(shè)計(jì)鑒定和定性》中,專門設(shè)置了熱斑耐久試驗(yàn),以測定光伏組件經(jīng)受熱斑效應(yīng)的能力,試驗(yàn)內(nèi)容大致如下:
2. 程序
在太陽電池組件試驗(yàn)前應(yīng)安裝廠商推薦的熱斑保護(hù)裝置。
(1)將不遮光的組件在輻照源1下照射,測試其I-V特性和最大功率點(diǎn)。
(2)使組件短路,組件在穩(wěn)定的輻照源1照射下,用適當(dāng)?shù)臏囟忍綔y器測定最熱的電池單片。
(3)完全擋住選定的電池單片,用輻照源2照射組件。在此過程中組件的溫度應(yīng)該在50℃±10℃。
(4)保持此狀態(tài)經(jīng)過5小時(shí)的曝曬。
(5)再次測定組件的I-V特性和最大功率點(diǎn)。
3. 要求
(1)太陽電池組件無嚴(yán)重外觀缺陷。
(2)太陽電池組件最大輸出功率的衰減不超過試驗(yàn)前測試值的5%。
四 應(yīng)對“熱斑”的措施
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