■ 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(hù)方案和設(shè)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(duì)新疆地區(qū)的氣候特點(diǎn)及建筑能耗現(xiàn)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(diào)系統(tǒng)，介紹系統(tǒng)的運(yùn)行原理，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件和建筑情況對(duì)復(fù)合系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)過程，并對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行性能進(jìn)行測(cè)試分析。結(jié)果表明，該系統(tǒng)基本滿足設(shè)計(jì)要求，運(yùn)行費(fèi)用大幅降低，在新疆地區(qū)具有良好的應(yīng)用前景。

太陽能；地源熱泵；運(yùn)行原理；運(yùn)行費(fèi)用

0　引言

近年來，光伏發(fā)電在我國得到了長足的發(fā)展，隨著國家和地方從初裝補(bǔ)貼向度電補(bǔ)貼的政策轉(zhuǎn)變，電站發(fā)電帶來的收益非?？捎^，一般光伏電站發(fā)電收益占電站營業(yè)收入的98%以上，因此發(fā)電量就成為系統(tǒng)成本回收周期的最關(guān)鍵因素。

組件作為系統(tǒng)造價(jià)中最主要的部分，其性能直接影響電站的發(fā)電收益。部分光伏電站在運(yùn)行一段時(shí)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(huán)境更為顯著，如建設(shè)在灘涂、濕地及魚塘等環(huán)境的光伏電站[1]，這種現(xiàn)象稱為PID效應(yīng)。

1　抗PID設(shè)備

一般情況下，對(duì)于組串電極不接地的光伏系統(tǒng)，靠近負(fù)極的組件長期在負(fù)電勢(shì)作用下，會(huì)使組件發(fā)生PID效應(yīng)。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(gè)陣列的對(duì)地電勢(shì)，可有效去除電勢(shì)誘導(dǎo)衰減的誘因，保護(hù)組件免于PID衰減[2]。另外，夜間負(fù)極電勢(shì)被抬升至正極電勢(shì)相當(dāng)，可自動(dòng)修復(fù)已發(fā)生的組件衰減。根據(jù)這種方法，開發(fā)了一種抗PID保護(hù)和修復(fù)的設(shè)備Anti-PID Box，外觀如圖1所示。該設(shè)備可用于新建電站的抗PID保護(hù)，也可用于已建電站的抗PID保護(hù)和修復(fù)。該設(shè)備已取得CE認(rèn)證，為配合電站的運(yùn)維，提供配套遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控模塊。

圖1　Anti-PID Box外觀圖

2　實(shí)驗(yàn)方法及結(jié)果

2.1實(shí)驗(yàn)方法

在500 kWp的光伏陣列里選取5塊發(fā)生PID衰減的額定功率為230 Wp的組件作為被測(cè)對(duì)象；用Anti-PID Box修復(fù)該陣列，并分兩個(gè)階段進(jìn)行復(fù)測(cè)。

2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果

修復(fù)前后峰值功率變化圖如圖2所示。由圖2可知，被測(cè)對(duì)象初始平均最大功率為額定的38.9%；第一階段修復(fù)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(fù)效果顯著。

圖2　修復(fù)前后峰值功率變化圖

3　結(jié)論

本文開發(fā)的Anti-PID Box具有體積小、重量輕、安裝施工簡(jiǎn)便、功耗極低的特點(diǎn)，主要應(yīng)用于不接地的光伏發(fā)電系統(tǒng)，既可用于新建電站的抗PID保護(hù)，也可用于已建電站的PID修復(fù)和保護(hù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所提方案的可行性和設(shè)備的實(shí)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?jié)撛陔妱?shì)誘導(dǎo)衰減效應(yīng)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(fā)電及光伏儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)的研究。liwen@jasolar.com