分布式光伏发电原理(图)-工厂光伏发电组件-安陆工厂光伏发电

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太阳能光伏发电发电过程简单，没有机械转动部件，不消耗燃料，不排放包括温室气体在内的任何物质，无噪声、无污染；太阳能资源分布广泛且取之不尽、用之不竭。因此，与风力发电、生物质能发电等新型发电技术相比，光伏发电是一种可持续发展理想特征(丰富的资源和洁净的发电过程)的可再生能源发电技术，具有以下主要优点：

 ①太阳能资源取之不尽，用之不竭，照射到地球上的太阳能要比人类目前消耗的能量大6000倍。而且太阳能在地球上分布广泛，只要有光照的地方就可以使用光伏发电系统，不受地域、海拔等因素的限制。

 ②太阳能资源随处可得，可就近供电，不必长距离输送，避免了长距离输电线路所造成的电能损失。

 ③光伏发电的能量转换过程简单，是直接从光能到电能的转换，没有中间过程(如热能转换为机械能、机械能转换为电磁能等)和机械运动，不存在机械磨损。根据热力学分析，光伏发电具有很高的理论发电效率，可达80％以上，技术开发潜力巨大。

 ④光伏发电本身不使用燃料，不排放包括温室气体和其它废气在内的任何物质，不污染空气，工厂光伏发电优势，不产生噪声，对环境友好，不会遭受能源危机或燃料市场不稳定而造成的冲击，是真正绿色环保的新型可再生能源。

 ⑤光伏发电过程不需要冷却水，可以安装在没有水的荒漠戈壁上。光伏发电还可以很方便地与建筑物结合，构成光伏建筑一体化发电系统，不需要单独占地，可节省宝贵的土地资源。

 ⑥光伏发电无机械传动部件，操作、维护简单，运行。一套光伏发电系统只要有太阳能电池组件就能发电，加之自动控制技术的广泛采用，基本上可实现无人值守，维护成本低。

 ⑦光伏发电系统工作性能，使用寿命长(30年以上)，如1983年建设的10KW民用光伏电站，原址是在距离兰州市40公里左右的村庄，当时国内的光伏行业发展并不完善，在这个偏远地区建设光伏电站是因为该地区基础设施不完善，榆中地区很多偏远的乡村虽然用电量不大，但是还是没有通电，这个光伏电站为附近的村庄带去了光明。晶体硅太阳能电池寿命可长达20～35年。在光伏发电系统中，只要设计合理、选型适当，蓄电池的寿命也可长达10～15年。

 ⑧太阳能电池组件结构简单，体积小、重量轻，便于运输和安装。光伏发电系统建设周期短，而且根据用电负荷容量可大可小，方便灵活，极易组合、扩容。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有清洁性和灵活性三大优点。太阳能光伏发电与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染；太阳能电池可以大中小并举，大到百万千瓦的中型电站，小到只供一户用电的太阳能发电系统，这些特点是其他电源无法比拟的。

  利用建筑屋顶及附属场地建设的分布式光伏发电项目，在项目备案时可选择“自发自用、余电上网”或“全额上网”中的一种模式。它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。

  在地面或利用农业大棚等无电力消费设施建设、以35千伏及以下电压等级接入电网(东北地区66千伏及以下)、单个项目容量不超过2万千瓦且所发电量主要在并网点变电台区消纳的光伏电站项目，纳入分布式光伏发电规模指标管理。

光伏组件作为光伏发电系统中的组成部分，质量问题影响着电站系统效率，其中，热斑效应和PID效应对光伏组件功率的影响尤其突出，不容忽视。今天小编介绍影响光伏组件功率好坏的两大效应详解；

1、热斑效应

热斑效应是指在一定条件下，串联支路中被遮蔽的光伏组件将当做负载，消耗其他被光照的电池组件所产生的能量，被遮挡的光伏电池组件此时将会发热的现象；被遮挡的光伏组件、将会消耗有光照的光伏组件所产生的部分能量或所有能量，降低输出功率；严重将会光伏组件、甚至烧毁组件。

2、热斑效应产生原因

造成热斑效应的根源是有个别坏电池的混入、电极焊片虚焊、电池由裂纹演变为破碎、个别电池特性变坏、电池局部受到阴影遮挡等；由于局部阴影的存在，工厂光伏发电组件，光伏组件中某些电池单片的电流、电压发生了变化。其结果使电池组件局部电流与电压之积增大，从而在这些电池组件上产生了局部温升；

3、防护措施要求

在光伏电池组件的正负极间并联一个旁路二极管，以增加方阵的可靠性。通常情况下，旁路二极管处于反偏压，不影响组件正常工作。其原理是当一个电池被遮挡时，其他电池促其反偏成为大电阻，此时二极管导通，总电池中超过被遮电池光生电流的部分被二极管分流，从而避免被遮电池过热损坏。以避免光照组件所产生的能量被受遮蔽的组件所消耗。

2、PID效应

电位诱发衰减效应是电池组件长期在高电压作用下，使玻璃、封装材料之间存在漏电流，大量电荷在电池片表面，使得电池表面的钝化效果恶化，导致组件性能低于设计标准。PID现象严重时，会引起一块光伏组件功率衰减50%以上，从而影响整个组串的功率输出。高温、高湿、高盐碱的沿海地区易发生PID现象。

3、产生的原因

一是系统设计原因，光伏电站的防雷接地是通过将方阵边缘的组件边框接地实现的，这就造成在单个组件和边框之间形成偏压，组件所处偏压越高则发生PID现象越严重。对于P型晶硅组件，通过有变压器的逆变器负极接地，消除组件边框相对于电池片的正向偏压会有效的预防PID现象的发生，但逆变器负极接地会增加相应的系统建设成本；二是光伏组件原因，高温、高湿的外界环境使得电池片和接地边框之间形成漏电流，封装材料、背板、玻璃和边框之间形成了漏电流通道。通过使用改变绝缘胶膜乙烯酯（EVA）是实现组件抗PID的方式之一，在使用不同EVA封装胶膜条件下，工厂光伏发电成本，组件的抗PID性能会存在差异。另外，安陆工厂光伏发电，光伏组件中的玻璃主要为钙钠玻璃，玻璃对光伏组件的PID现象的影响至今尚不明确；三是电池片原因，电池片方块电阻的均匀性、减反射层的厚度和折射率等对PID性能都有着不同的影响。

4、有效抑制PID效应的措施

首先是从组件侧考虑，采用非Na、Ca玻璃提高玻璃的体电阻，阻断漏电流通路的形成；或者采用非乙烯—共聚物的封装材料；其次是从逆变器侧考虑，采用组件负极接地的方式，防止负偏压造成的漏电流形成，处置方案简便、成本低、，但负极直接接地会造成安全隐患，威胁电站的正常运行和运维安全。逆变器负极接地后，若发生组件正极接地故障则会造成电池板短路，而运维人员如若接触到正极则会发生危险，所以负极接地电路必须具有异常电流监测及分断保护系统，方可在抑制PID效应的同时保障电站设备的运行安全。