光伏電站的抗PID保護方案和設備研制

■ 相海濤董兵羅愉黎文*

（1.晶澳太陽能投資（中國）有限公司；2. 中電投江蘇新能源有限公司）

光伏電站的抗PID保護方案和設備研制

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（1.晶澳太陽能投資（中國）有限公司；2. 中電投江蘇新能源有限公司）

針對新疆地區的氣候特點及建筑能耗現狀，提出一種綜合利用太陽能和淺層土壤熱能的熱泵供暖空調系統，介紹系統的運行原理，結合當地的氣象條件和建筑情況對復合系統進行設計過程，并對系統的運行性能進行測試分析。結果表明，該系統基本滿足設計要求，運行費用大幅降低，在新疆地區具有良好的應用前景。

太陽能；地源熱泵；運行原理；運行費用

0　引言

近年來，光伏發電在我國得到了長足的發展，隨著國家和地方從初裝補貼向度電補貼的政策轉變，電站發電帶來的收益非常可觀，一般光伏電站發電收益占電站營業收入的98%以上，因此發電量就成為系統成本回收周期的最關鍵因素。

組件作為系統造價中最主要的部分，其性能直接影響電站的發電收益。部分光伏電站在運行一段時間后，光伏組件效率衰減明顯大于正常自然衰減速度，尤其以高溫高濕的環境更為顯著，如建設在灘涂、濕地及魚塘等環境的光伏電站[1]，這種現象稱為PID效應。

1　抗PID設備

一般情況下，對于組串電極不接地的光伏系統，靠近負極的組件長期在負電勢作用下，會使組件發生PID效應。在光伏電站中，通過在組串電極和大地間施加隔離偏置電壓，抬升整個陣列的對地電勢，可有效去除電勢誘導衰減的誘因，保護組件免于PID衰減[2]。另外，夜間負極電勢被抬升至正極電勢相當，可自動修復已發生的組件衰減。根據這種方法，開發了一種抗PID保護和修復的設備Anti-PID Box，外觀如圖1所示。該設備可用于新建電站的抗PID保護，也可用于已建電站的抗PID保護和修復。該設備已取得CE認證，為配合電站的運維，提供配套遠程網絡監控模塊。

圖1　Anti-PID Box外觀圖

2　實驗方法及結果

2.1實驗方法

在500 kWp的光伏陣列里選取5塊發生PID衰減的額定功率為230 Wp的組件作為被測對象；用Anti-PID Box修復該陣列，并分兩個階段進行復測。

2.2實驗結果

修復前后峰值功率變化圖如圖2所示。由圖2可知，被測對象初始平均最大功率為額定的38.9%；第一階段修復20天后，平均最大功率為額定的89.3%，約提高了50.4%；第二階段，平均最大功率為額定的97.0%，約提高了58.1%，PID修復效果顯著。

圖2　修復前后峰值功率變化圖

3　結論

本文開發的Anti-PID Box具有體積小、重量輕、安裝施工簡便、功耗極低的特點，主要應用于不接地的光伏發電系統，既可用于新建電站的抗PID保護，也可用于已建電站的PID修復和保護，實驗結果證明了所提方案的可行性和設備的實用性。

[1] Pingel S, Frank O, Winkler M, et al. Potential induced degradation of solar cells and panels[J]. Photovoltaic Specialists Conference IEEE, 2010, 12(1): 2817-2822.

[2]龔鐵裕,相海濤,黎文.解決光伏電站組件的抗潛在電勢誘導衰減效應的方法[J].電力與能源, 2014, (4): 525-527.

2015-11-20

黎文(1989—)，男，研究生，主要從事集中式、分布式太陽能光伏發電及光伏儲能并網系統的研究。liwen@jasolar.com