光伏組件中的PID效應(yīng)是一種常見的性能衰減現(xiàn)象，會導(dǎo)致光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率下降。PID是指光伏組件在長期受到外電壓的影響下，會出現(xiàn)功率衰減、效率降低、壽命縮短等問題。通過對光伏組件進行PID測試，可以及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施，從而優(yōu)化光伏系統(tǒng)的性能和延長其壽命。美能PID測試儀，用于評估光伏組件在實際運行中可能出現(xiàn)的性能衰減情況。本文將介紹產(chǎn)生光伏組件PID效應(yīng)的主要因素，幫助更好地理解和預(yù)防這一問題。

熱斑效應(yīng)

組件中的熱斑效應(yīng)是指在一定條件下，組件中的某一串聯(lián)支路被遮蔽，不僅不能產(chǎn)生電量，還會被當(dāng)作負載消耗其他有光照的組件所產(chǎn)生的能量；不僅會降低組件總發(fā)電量，還會導(dǎo)致被遮蔽的部分發(fā)熱，從而影響到組件效率。熱斑效應(yīng)可能由多種因素引起，包括強光，高電流和通風(fēng)不良。熱斑效應(yīng)會導(dǎo)致組件輸出功率降低、壽命縮短和永久性損壞，甚至可能導(dǎo)致著火。當(dāng)熱斑的溫度高到足以引起電池和組件框架之間的電壓差時，電池中的熱斑效應(yīng)會導(dǎo)致PID。下圖說明了熱斑對組件的影響：當(dāng)熱斑的溫度達到了66.2℃，與相鄰的無熱斑區(qū)域（30.9°C）相比，熱斑效應(yīng)會導(dǎo)致進一步退化，從而使組件輸出功率下降，造成永久性損傷。

產(chǎn)生熱斑效應(yīng)的組件

可以采取多種方法來減輕光伏組件中的熱斑效應(yīng)：

• 適當(dāng)通風(fēng)的設(shè)計：確保組件周圍有足夠的氣流有助于散熱。

• 使用高導(dǎo)熱率的材料 ：如鋁，更有效地散熱。

• 使用低熱阻的太陽能電池：更不容易出現(xiàn)熱點 。

• 安裝遮陽裝置：如百葉窗或反光板可以減少到達組件的直射陽光量。

主動冷卻系統(tǒng)：如風(fēng)扇或水冷。

陰影遮擋

陰影遮擋也是光伏系統(tǒng)中常見的問題，對組件的性能產(chǎn)生重大影響。受遮擋區(qū)域無法有效發(fā)電，產(chǎn)生電壓差，從而導(dǎo)致PID的產(chǎn)生。研究發(fā)現(xiàn)，遮擋會明顯增加PID發(fā)生的可能性，特別是當(dāng)遮擋嚴重或發(fā)生時間較長時。另一項研究發(fā)現(xiàn)，遮擋會導(dǎo)致熱斑PID和光致降解 (LID)，其中LID更有可能發(fā)生在長時間遮蔽的電池中。

當(dāng)組件被永久遮蔽時，可能會導(dǎo)致旁路二極管不被激活，從而導(dǎo)致組件短路，使輸出發(fā)電量減少，如圖2所示，在EL測試期間，不活動的旁路二極管導(dǎo)致模塊損失三分之一的功率。

由于永久陰影而具有不活動旁路二極管的光伏組件

隱裂

隱裂是指太陽能電池出現(xiàn)的裂紋或斷裂，如圖3所示，隱裂可能由多種因素引起，包括機械應(yīng)力、熱膨脹和收縮以及極端溫度波動或濕度等環(huán)境因素。隱裂可能會導(dǎo)致功率輸出降低、效率下降和壽命縮短等問題，甚至導(dǎo)致組件完全失效。

受隱裂影響的太陽能電池EL圖像

為防止裂紋并減輕潛在損害，可以考慮采用如下方法：

• 設(shè)計光伏系統(tǒng)時考慮到抗裂性，使用不易破裂的材料和設(shè)計，如柔性電池或增強材料來增加電池的強度。

• 適當(dāng)?shù)?strong>密封和保護，防止極端溫度、濕度和紫外線輻射等環(huán)境因素造成的損壞。

• 定期檢查和維護，在潛在問題變得嚴重之前發(fā)現(xiàn)并解決問題。

太陽能電池溫度與裂紋尺寸 (%) 的關(guān)系

紅色表示裂紋尺寸對太陽能電池的溫度（>30℃）有顯著影響，藍色表示裂紋沒有顯著影響。

美能電位誘導(dǎo)退化（PID）測試儀

介紹：

長期泄漏電流會造成電池片載流子及耗盡層狀態(tài)發(fā)生變化、電路中的接觸電阻受到腐蝕、封裝材料受到電化學(xué)腐蝕等問題，從而導(dǎo)致電池片功率衰減、串聯(lián)電阻增大、透光率降低、脫層等影響組件長期發(fā)電量及壽命的現(xiàn)象。本設(shè)備為根據(jù)IEC62804標準研發(fā)的光伏組件PID 測試系統(tǒng)。測試目的：

• 評估光伏組件承受系統(tǒng)偏壓的能力；
• 測試光伏組件承受系統(tǒng)電壓、溫度、濕度等各種應(yīng)力的能力；

減少和預(yù)防PID現(xiàn)象。

滿足標準:

滿足IEC61215標準中MQT21條款及IEC62804標準

功能特點：

• 組件邊框端接地，既模擬實際情況，又防止由于邊框高壓引起的潛在危險；

• 各通道相互獨立，多路電壓大小、極性、時間單獨設(shè)置；

• 多路電壓、泄露電流、絕緣電阻同時顯示；

• 實時監(jiān)控電壓、泄露電流、絕緣電阻曲線；