[发明专利]一种晶体硅光伏电站PID效应抑制装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及晶体硅光伏电站建设领域，特别是涉及晶体硅光伏电站PID效应抑制装置。

背景技术

早在1839年，法国科学家贝克雷尔（Becqurel）就发现，光照能使半导体材料的不同部位之间产生电位差。这种现象后来被称为“光生伏特效应”，简称“光伏效应”。1954年，美国科学家恰宾和皮尔松在美国贝尔实验室首次制成了实用的单晶硅太阳电池，诞生了将太阳光能转换为电能的实用光伏发电技术。

目前光伏电站建设得到大力发展，但是在晶体硅光伏电站建设过程中，由于存在于晶体硅光伏组件中的电路（电池）与其金属边框之间的高电压，可能会引发晶体硅光伏组件的光伏性能的持续衰减。这些引起光伏组件光伏性能衰减的现象被称之为电位诱发衰减，即PID（PotentialInducedDegradation）效应。

根据PID现象，可以推测PID产生过程可总结为如下四步：

1）水气进入组件；

2）水导致EVA水解产生醋酸；

3）醋酸与玻璃表面析出的碱反应产生可以自由移动的钠离子；

4）钠离子在电场的作用下移动到电池表面；

根据以上过程推测，可以看出PID效应产生的原因包括如下四个方面：

1）环境因素：高温高湿；

2）系统因素：对地负电势；

3）组件因素：玻璃（钠）、胶质封装材料（EVA或PVB）；

4）电池因素：防反射涂层（ARC:Anti-ReflectiveCoating）。

组件PID效应会导致组件的非正常衰减，主要表现为功率和电压的衰减。实际电站运行发现由于组件PID效应导致的功率衰减最大能达到30%，严重影响光伏电站的发电量和投资收益。

由此可见，要在光伏电站建设过程中抑制PID现象，可以通过在光伏组串负极与逆变器负极之间进行接地来解决这个问题。

本发明设计了一种设备，将光伏组串负极进行接地，从而来抑制PID现象，增加光伏电站的发电量。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何提供一种通过本专利设备进行负极接地就能实现PID抑制效果，无需更改组件技术，大大节省了组件技术改成费用，可对已经建成的晶体硅光伏电站进行加装本专利设备，而无需替换出现PID现象的组件，降低了电站投入和维护费用，且设备结构简单，费用低廉的抑制系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种晶体硅光伏电站PID效应抑制装置，包括：光伏组串、逆变器、能发出故障信号的漏电流传感器、能发出故障信号的接地熔丝和信号控制器，所述光伏组串的负极通过漏电流传感器、接地熔丝接地，光伏组串的正极与逆变器之间电性连接，所述信号控制器与逆变器之间相互连接，所述漏电流传感器、接地熔丝发出的故障信号通过信号控制器发送至逆变器。

在一个较佳实施例中，所述接地熔丝与漏电流传感器电性连接，所述漏电流传感器与逆变器之间电性连接。

根据权利要求1所述的晶体硅光伏电站PID效应抑制装置，其特征在于，所述光伏组串中包含有若干光伏组件。

在一个较佳实施例中，所述晶体硅光伏电站PID效应抑制装置还包含有开关，所述开关与逆变器和漏电流传感器之间相连接。

在一个较佳实施例中，所述开关与逆变器之间连接有电阻

本发明还提供一种晶体硅光伏电站PID效应抑制方法，包括：包括权利要求1或2中所述的晶体硅光伏电站PID效应抑制装置，其特征在于，包括以下操作步骤：

（1）光伏组串通过漏电流传感器、接地熔丝进行负极接地；

（2）正极绝缘阻抗降低或发生接地故障时，漏电流将通过漏电流传感器，漏电流传感器将信号通过信号控制器发送给逆变器；

（3）逆变器接收到信号控制器发出的接地线路上的电流超过阈值信号后，逆变器会停止工作并上报“漏电流故障”告警，保护所述的晶体硅光伏电站PID效应抑制装置；

（4）若电流过大，熔丝将会快速熔断，及时断开故障电流的通路，信号控制器检测到故障并将信号传送给逆变器，逆变器接收到熔丝故障信号后立即停机保护，并发出“接地熔丝故障”警告，保护所述的晶体硅光伏电站PID效应抑制装置。