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光伏組件作為光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心組成部分,質(zhì)量問題影響著電站系統(tǒng)效率,其中,熱斑效應(yīng)和PID效應(yīng)對光伏組件功率的影響尤其突出,不容忽視。今天小編介紹影響光伏組件功率好壞的兩大效應(yīng)詳解;
1、熱斑效應(yīng)
熱斑效應(yīng)是指在一定條件下,串聯(lián)支路中被遮蔽的光伏組件將當(dāng)做負(fù)載,消耗其他被光照的電池組件所產(chǎn)生的能量,被遮擋的光伏電池組件此時將會發(fā)熱的現(xiàn)象;這次會議以后,世界各國加強了清潔能源技術(shù)的開發(fā),將利用太陽能與環(huán)境保護結(jié)合在一起。被遮擋的光伏組件、將會消耗有光照的光伏組件所產(chǎn)生的部分能量或所有能量,降低輸出功率;嚴(yán)重將會光伏組件、甚至燒毀組件。
2、熱斑效應(yīng)產(chǎn)生原因
造成熱斑效應(yīng)的根源是有個別壞電池的混入、電極焊片虛焊、電池由裂紋演變?yōu)槠扑椤€別電池特性變壞、電池局部受到陰影遮擋等;1973年美國制定了政府的陽光發(fā)電計劃,太陽能研究經(jīng)費大幅度增長,成立太陽能開發(fā)銀行,促進太陽能產(chǎn)品的商業(yè)化。由于局部陰影的存在,光伏組件中某些電池單片的電流、電壓發(fā)生了變化。其結(jié)果使電池組件局部電流與電壓之積增大,從而在這些電池組件上產(chǎn)生了局部溫升;
3、防護措施要求
在光伏電池組件的正負(fù)極間并聯(lián)一個旁路二極管,以增加方陣的可靠性。通常情況下,旁路二極管處于反偏壓,不影響組件正常工作。其原理是當(dāng)一個電池被遮擋時,其他電池促其反偏成為大電阻,此時二極管導(dǎo)通,總電池中超過被遮電池光生電流的部分被二極管分流,從而避免被遮電池過熱損壞。在1615年-1900年之間,世界上又研制成多臺太陽能動力裝置和一些其它太陽能裝置。以避免光照組件所產(chǎn)生的能量被受遮蔽的組件所消耗。
2、PID效應(yīng)
電位誘發(fā)衰減效應(yīng)是電池組件長期在高電壓作用下,使玻璃、封裝材料之間存在漏電流,大量電荷在電池片表面,使得電池表面的鈍化效果惡化,導(dǎo)致組件性能低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。PID現(xiàn)象嚴(yán)重時,會引起一塊光伏組件功率衰減50%以上,從而影響整個組串的功率輸出。2、電池單元:由于技術(shù)和材料原因,單一電池的發(fā)電量是十分有限的,實用中的太陽能電池是單一電池經(jīng)串、并聯(lián)組成的電池系統(tǒng),稱為電池組件(陣列)。高溫、高濕、高鹽堿的沿海地區(qū)易發(fā)生PID現(xiàn)象。
3、產(chǎn)生的原因
一是系統(tǒng)設(shè)計原因,光伏電站的防雷接地是通過將方陣邊緣的組件邊框接地實現(xiàn)的,這就造成在單個組件和邊框之間形成偏壓,組件所處偏壓越高則發(fā)生PID現(xiàn)象越嚴(yán)重。對于P型晶硅組件,通過有變壓器的逆變器負(fù)極接地,消除組件邊框相對于電池片的正向偏壓會有效的預(yù)防PID現(xiàn)象的發(fā)生,但逆變器負(fù)極接地會增加相應(yīng)的系統(tǒng)建設(shè)成本;二是光伏組件原因,高溫、高濕的外界環(huán)境使得電池片和接地邊框之間形成漏電流,封裝材料、背板、玻璃和邊框之間形成了漏電流通道。通過使用改變絕緣膠膜乙烯酯(EVA)是實現(xiàn)組件抗PID的方式之一,在使用不同EVA封裝膠膜條件下,組件的抗PID性能會存在差異。另外,光伏組件中的玻璃主要為鈣鈉玻璃,玻璃對光伏組件的PID現(xiàn)象的影響至今尚不明確;三是電池片原因,電池片方塊電阻的均勻性、減反射層的厚度和折射率等對PID性能都有著不同的影響。就公用事業(yè)電站項目的太陽能發(fā)電而言,其安裝成本必須降至每瓦1美元,其中太陽能電池模塊的成本為每瓦0。
4、有效抑制PID效應(yīng)的措施
首先是從組件側(cè)考慮,采用非Na、Ca玻璃提高玻璃的體電阻,阻斷漏電流通路的形成;光伏電池組件的傾斜角度光伏組件的方位角一般選擇正南方向,以使光伏電站單位容量的發(fā)電量較大。或者采用非乙烯—共聚物的封裝材料;其次是從逆變器側(cè)考慮,采用組件負(fù)極接地的方式,防止負(fù)偏壓造成的漏電流形成,處置方案簡便、成本低、效果顯著,但負(fù)極直接接地會造成安全隱患,威脅電站的正常運行和運維安全。逆變器負(fù)極接地后,若發(fā)生組件正極接地故障則會造成電池板短路,而運維人員如若接觸到正極則會發(fā)生危險,所以負(fù)極接地電路必須具有異常電流監(jiān)測及分?jǐn)啾Wo系統(tǒng),方可在抑制PID效應(yīng)的同時保障電站設(shè)備的運行安全。
新建的房子和公共建筑物,如果沒有安裝上光伏發(fā)電這樣的環(huán)保節(jié)能系統(tǒng),一定會被大家詬病??上攵h(huán)保、節(jié)能、減排等觀念正在深入人心。近年來,北方霧霾侵襲,人們想要把空氣變得更好心愿更加急迫。中國的一次能源儲量遠遠低于世界的平均水平,大約只有世界總儲量的10%。以其推卸責(zé)任不如帶頭行動起來,以身作則,節(jié)省每度電,進行有益環(huán)境的事業(yè)。
光伏發(fā)電或許就是人人可參與的環(huán)保行動,小編經(jīng)過一年多的科普和宣傳,越來越多的老百姓認(rèn)識到了光伏的好處,主動為“高能耗”、“騙補論”和“低質(zhì)量”等謬論進行辯解。光伏發(fā)電利國利民,讓老百姓可以賺錢,讓國家可以進行能源轉(zhuǎn)型,從而保護環(huán)境,為何就那么多不理解呢。而光伏發(fā)電正好與之相切合,對以光伏扶貧為精準(zhǔn)扶貧舉措的地方,貧困戶不僅可以可以每天賣電賺錢,天天有收益,還可以獲取國家的20年補貼。
光伏發(fā)電不管現(xiàn)在如何,它始終是要走入千家萬戶的,會成為未來屋頂?shù)谋匮b系統(tǒng)。不管你是自建房,還是別墅,不管是鄉(xiāng)鎮(zhèn)的企業(yè)工廠,還是大城市的高樓大廈,都會設(shè)計安裝上光伏發(fā)電。國家能源局新能源和可再生能源司副司長梁志鵬介紹,“十三五”時期,我國將持續(xù)完善太陽能光伏發(fā)電市場體系,快速擴大光伏發(fā)電規(guī)模化利用規(guī)模和水平。隨著光伏知識的普及、技術(shù)的快速進步,規(guī)模的擴大讓成本迅速降低,全民光伏的路不會很遠了。
一、別墅和自建房,自家裝修的必備系統(tǒng)
家庭光伏,作為光伏發(fā)電中接地氣的一塊市場,它承接了千千萬萬的業(yè)主。有剛搬入城郊別墅居住的事業(yè)有成老板,有通過半生努力辛苦攢下點錢自建的鄉(xiāng)村別墅,有鄉(xiāng)鎮(zhèn)整體規(guī)劃補貼建設(shè)的新農(nóng)村房子……
別墅的業(yè)主可能要求的并不是賺錢,他講究的是時尚美觀潮流,別墅上的光伏發(fā)電更是一種身份的象征,傳達出環(huán)保節(jié)能、積極向上的信息。光子照射到金屬上時,它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收,電子吸收的能量足夠大,能克服金屬內(nèi)部引力做功,離開金屬表面逃逸出來,成為光電子。老百姓的自建房,更重要的內(nèi)容是能夠幫忙省電,拿到國家和地方補貼后能夠賺錢,老百姓可以把光伏發(fā)電看為一種理財工具:5-8年可以回本,25年的發(fā)電收益,收益率可達10%等等。
現(xiàn)在家庭業(yè)主安裝光伏發(fā)電也有好處,比如并網(wǎng)容易、補貼及時、地方補貼較多等等。
關(guān)于業(yè)主關(guān)心的光伏補貼如何領(lǐng)取。所有的儲能系統(tǒng)基本沒有統(tǒng)一的,只能通過用電功率、時間結(jié)合當(dāng)?shù)毓庹召Y源單獨計算。家用光伏電站業(yè)主的補貼款是由國家的可再生能源發(fā)展支付,由電網(wǎng)企業(yè)轉(zhuǎn)付,所以補貼收益是電網(wǎng)打給業(yè)主,具體方式各地略有區(qū)別,但一般情況下應(yīng)該是在跟電網(wǎng)簽合同的時候,會在合同上注明業(yè)主的卡號,定期由電網(wǎng)打到業(yè)主的這張卡里。
二、工商業(yè)屋頂,業(yè)主和第三方投資的“香餑餑”
近聽到“搶屋頂”的聲音越來越多了,可想而知現(xiàn)在的工商業(yè)屋頂有多吃香了吧,特別是那些用電量大、電價高、屋頂面積大的屋頂,更成為投資商的搶手貨。
作為分布式光伏的重要部分,工商業(yè)屋頂因為面積大,集成效應(yīng)更加,收益率可以達到15%以上,還提供了25年穩(wěn)定的現(xiàn)金流,這對企業(yè)來說彌足珍貴,在經(jīng)濟大環(huán)境下行狀況下,有風(fēng)險小且收益率超過15%的投資更是難尋。
在美國之外,太陽能發(fā)電成本甚至更低。在中國、印度、阿聯(lián)酋、沙特、澳大利亞等國,太陽能發(fā)電成本正快速下降。Lazard報告稱,即使按保守估計,美國許多地區(qū)的煤炭和太陽能發(fā)電成本已經(jīng)持平。而與煤炭發(fā)電不同的是,太陽能發(fā)電成本還會繼續(xù)下降。
太陽能安裝成本數(shù)據(jù)顯示,至少其暫時已經(jīng)與化石燃料發(fā)電相差無幾,而且很快可能就會更便宜。到2015年底,在五個評估地區(qū)中的四個,太陽能安裝的平均成本每兆瓦時還不到50美元,第五個地區(qū)稍高,但也不到60美元。氣溫較低的地方,太陽能安裝成本會稍有提高。襄陽光伏發(fā)電廠家下面就給大家說說:1、廠商鷸蚌相爭,用戶得利細(xì)看整個光伏發(fā)電設(shè)備的組成部分:組件、逆變器、支架、線纜這幾大塊。而在火電行業(yè),火力發(fā)電每兆瓦時的平均市場價格為30到40美元。太陽能發(fā)電成本正穩(wěn)步下降,為此將很快與比傳統(tǒng)發(fā)電成本持平,甚至更低。
盡管如此,大多數(shù)人卻依然選擇沒有使用太陽能。我們試圖進行的能源轉(zhuǎn)型與復(fù)雜的社會和監(jiān)管系統(tǒng)相沖突。這是分布式光伏發(fā)電發(fā)展迅速的根本原因,農(nóng)村群眾腳踏實地,不會想到光伏發(fā)電對于國家能源發(fā)展,環(huán)境保護的意義。為何轉(zhuǎn)型如此之難,可能有很多理由,包括:美國對電力行業(yè)的監(jiān)管始終很嚴(yán),電力系統(tǒng)中斷會引發(fā)不同反應(yīng),消費者缺少可支配開支,氣候變化是否真實質(zhì)疑,用公共資金支持替代燃料發(fā)展是否正確存在爭議,能源儲存解決方案發(fā)展緩慢等。
作為基本需求之一,電力的出售受到嚴(yán)格管制,而非僅僅因為我們都需要它。這種監(jiān)管源于我們的能源基礎(chǔ)設(shè)施歷史,100多年前美國以巨大成本將其發(fā)展和建設(shè)起來。四,在利用太陽能發(fā)電的時候,需要使用到光伏電站,這套太陽能發(fā)電系統(tǒng)只需要有太陽能電池組件就能夠進行發(fā)電,并且它的使用壽命非常長,無論是進出操作還是維護都是非常簡單的。現(xiàn)在,能源公司正從出售電力中獲取收益,同時負(fù)責(zé)維護這些老化的電網(wǎng)和電線。監(jiān)管機構(gòu)需要在消費者需求和能源公司需求之間找到平衡。
隨著太陽能這樣的新技術(shù)不斷涌現(xiàn),有些公司和居民開始安裝太陽能電池板。突然,能源用戶從電網(wǎng)中獲得的能源減少,甚至要求返還向電網(wǎng)中輸送的電力費用。相比之下,許多地區(qū)的法律認(rèn)為,與電力公司不同,個人用戶安裝太陽能無助于維持電網(wǎng),就像傳統(tǒng)電力公司那樣。在這蒼穹籠罩之下,假若人人都這么做,環(huán)境不至于這么嚴(yán)重,惡劣。為了應(yīng)對這種情況,他們向用戶收取使用太陽能的費用,即使太陽能價格更便宜,甚至在某種情況下免費。佛羅里達州向太陽能用戶征收更高費用,加州要求所有太陽能用戶為電網(wǎng)維護支付同樣費用,無論他們是否使用電網(wǎng)中的能源。
此外,許多電表無法反向工作,只能電網(wǎng)中流向用戶的電力使用情況。許多人認(rèn)為,另一個實質(zhì)性阻礙是太陽能轉(zhuǎn)型缺少資本支持。由于它屬于新技術(shù),還沒有太多融資系統(tǒng)到位。2)連接到逆變器、匯流箱及配電箱的所有線纜必須適合系統(tǒng)電壓、電流和環(huán)境條件(溫度、紫外線)。另一個導(dǎo)致美國太陽能行業(yè)停滯不前的問題是,人們關(guān)注氣候變化是否真實。這個問題的將如何改變太陽能的成本數(shù)據(jù)還有待觀察。與此相關(guān)的舊觀點是,政府不該推廣清潔能源和為其提供補貼,盡管事實上傳統(tǒng)能源獲得的補貼更多。
能源轉(zhuǎn)型的后障礙是太陽能收集和存儲解決方案發(fā)展不平衡。以加州為例,在用電高峰期時,太陽能運營商必須關(guān)閉。這是因為它們無法儲存太多能源,但是這種情況很快就會改變。工業(yè)領(lǐng)域廠房:特別是在用電量比較大、網(wǎng)購電費比較貴地工廠,通常廠房屋頂面積很大,屋頂開闊平整,適合安裝光伏陣列并且由于用電負(fù)荷較大,分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)可以做以就地消納,抵消一部分網(wǎng)購電量,從而節(jié)省用戶地電費。伊隆˙馬斯克(Elon Musk)已經(jīng)表示,只需要100座特斯拉的超級工廠,就可滿足全世界的可再生能源需求。這種技術(shù)已經(jīng)存在,它只需要加速普及,并需要人們愿意使用。
那么,能源轉(zhuǎn)型會何時出現(xiàn)?這個問題的部分取決于各種“障礙”還會持續(xù)存在多久,電池和資金支持方面的改進有多快。其他因素可能取決于美國各州或城市對待可再生能源的態(tài)度,以及應(yīng)對轉(zhuǎn)型的方式。5、經(jīng)常觀察控制器運行時有無異常聲音和氣味,如有異常·應(yīng)清專業(yè)人員檢修。隨著這些轉(zhuǎn)變的發(fā)生,美國其他地區(qū)都在拭目以待,它們隨后更有可能跟隨這種潮流。
光伏什么時候旺季?安裝光伏發(fā)電的投資回報通常是我們做決策時的重要參考因素,與其相關(guān)的就是光伏電站的發(fā)電量,于是,夏季已成為安裝光伏發(fā)電的旺季,原因有以下幾點。
1、日照條件好
不同的日照條件下光伏組件的發(fā)電量會有差別,而夏天是各地一年中日照條件好的季節(jié)。
但是,還有高溫問題。研究顯示,組件表面溫度過高也會影響組件的發(fā)電量,因此,夏天需要注意組件的良好通風(fēng),不過切忌拿水給組件降溫,否則很有可能造成組件玻璃因為溫差而產(chǎn)生隱裂。
2、用電量大
夏天是家庭用電量較大的季節(jié),安裝家庭光伏電站,可以使用光伏電力,節(jié)省電費花銷。
3、隔熱效果
實際案例顯示,屋頂?shù)募彝ス夥l(fā)電設(shè)備有一定隔熱效果,可以起到“冬暖夏涼”的效應(yīng)。以夏季降溫效果為例,裝有光伏屋頂?shù)氖覂?nèi)溫度可降低3度至5度不等,在建筑溫度得到調(diào)控的同時,也能顯著降低空調(diào)的能耗。
4、緩解用電壓力
安裝光伏電站,采用“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)”的模式,可將電賣給國家,緩解社會用電壓力。
5、風(fēng)節(jié)能減排效果
由于我國目前的能源結(jié)構(gòu)中還是火電占主導(dǎo),因此,在夏季這樣一個用電高峰,火電廠自然也是開足馬力,碳排放量也加大,相應(yīng)的,夏天的霧霾天氣也開始變多起來。
因此,在夏季推廣安裝家庭光伏發(fā)電設(shè)備,可以增加電力供應(yīng)中的清潔能源比例,為節(jié)能減排做貢獻。
通過上述分析可知,夏季作為安裝光伏電站旺季,還有著諸多的優(yōu)點,不僅環(huán)保節(jié)能,還能有投資收益,不失為一個好選擇!