CN111900930A - 利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测pid方法 - Google Patents

利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测pid方法 Download PDF

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Abstract

利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,1)将太阳电池组件与第一电源相连,加电压数小时后,分别进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;2)测试完成后,再将太阳电池组件与第四电源相连,加电压数小时后,分别进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;若步骤1)太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随着第一电源的加压时间增加而增加,并且步骤2)中太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随着第四电源的加压时间增加而减小,则发生了PID现象。本发明可准确地确定该组件是否发生了PID效应,不仅可对已建光伏电站做到早发现,早预防,而且还可对出厂前的太阳电池组件进行在线检测。

Description

利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法
技术领域
本发明属于太阳能光伏发电技术领域,涉及一种利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法。
背景技术
目前,太阳能光伏发电是可再生能源中最具发展潜力的发电形式,但是,由高系统偏压造成光伏组件功率衰减的电势诱导衰减(即PID效应)现象近几年频频出现在光伏电站中,PID严重时会导致整个光伏电站发电能力大幅下降,甚至报废。一般来说,晶体硅光伏组件PID较轻时,可以借助加反向电压来恢复,功率可恢复至PID发生前输出功率的95%以上;如果晶体硅光伏组件的PID比较严重,那么恢复难度大,恢复时间长,而且仅能恢复到PID发生前输出功率的60-80%左右,造成的损失大。为了及早地发现并抑制PID,人们发明了各种检测方法,如在电站现场在线测试组件开路电压,现场采用红外热像仪检测及拆卸至室内采用电致发光检测等方法。
虽然在电站现场在线测试组件开路电压的方法可以在现场判断组件是否发生了PID效应,但该方法不能在早期及时发现PID,只有在PID现象比较严重时才能发现,由于太阳光强对组件开路电压的测试也有影响,因此该方法在现场测试并不准确,特别是不能在PID发生早期及时发现,等发现时已经造成了大的损失。
现场采用红外热像仪检测PID的原理是,发生PID现象的电池比正常电池运行温度高,该方法虽然操作简单,但组件中电性能落后的电池及发生裂纹的太阳电池其热红外图同样会显示比性能正常太阳电池更高的温度,因此依靠现场红外热像仪的检测方法也不准确,该方法也不能在PID早期及时诊断是否发生了PID。
电致发光检测PID的方法是要将组件拆回室内测试,该方法也无法将PID效应导致的电池性能劣化和其他衰减导致的电池性能劣化区分开,因此,利用电致发光检测PID的方法也不准确,且该方法也不能在PID早期及时诊断是否发生了PID。
现有的上述三种检测PID方法都不能满足在早期准确地检测PID是否发生,因此为了解决光伏发电领域面临的共性难题,本发明提出利用光伏组件反向饱和电流密度和漏电流密度检测PID的方法,当组件的反向饱和电流密度和漏电流密度分别在几个毫安/平方厘米及纳安/平方厘米发生变化时,就可判断该组件是否发生了PID效应,该方法准确灵敏。
发明内容
为了克服现有技术的缺点,本发明的目的在于提供了一种利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法。
为实现上述目的,本发明采用如下的技术方案:
利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法为:
1)将太阳电池组件的旁路二极管去掉,然后太阳电池组件的铝边框接到第一电源的正极,太阳电池组件的正负极短路接到第一电源的负极,加电压数小时后,分别进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;
2)测试完成后,再将太阳电池组件的铝边框接到第四电源的负极,太阳电池组件的正负极短路接到第四电源的正极,加电压数小时后,分别进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;
若步骤1)中,太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随着第一电源的加压时间增加而增加,并且步骤2)中,太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随着第四电源的加压时间增加而减小,则该太阳电池组件发生了PID现象。
本发明进一步的改进在于,步骤1)和步骤2)中的太阳电池组件的温度为15℃-30℃,测试时的环境湿度为20%RH-40%RH。
本发明进一步的改进在于,所述第一电源和第四电源是直流电源,输出电压均为1000-1500V。
本发明进一步的改进在于,所述加电压的时长均为20-300小时。
本发明进一步的改进在于,所述加电压的时长均为120-300小时。
本发明进一步的改进在于,进行反向饱和电流密度的测试时:将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,然后测得反向饱和电流密度。
本发明进一步的改进在于,所述第二电源的输出电压为100-700V。
本发明进一步的改进在于,进行漏电流密度的测试时,将太阳电池组件的正负极短路接到第三电源的负极,太阳电池组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,并在采样电阻的两端并联一个电压表,然后测得漏电流密度。
本发明进一步的改进在于,所述第三电源的输出电压为1000-1500V。
本发明进一步的改进在于,所述太阳电池组件中的电池为多晶硅太阳电池或单晶硅太阳电池。
本发明进一步的改进在于,所述太阳电池组件中的电池的个数为54、60或72。
与现有技术相比,本发明具有的有益效果:当太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随加电压的时间发生微小同步变化时,便可准确地确定该组件是否发生了PID效应,即在太阳电池组件发生PID效应的初期即可发现,更有利于对PID太阳电池组件功率的恢复。利用该方法检测太阳电池组件是否发生了PID效应,可以更加准确地做到早发现,早预防,避免造成光伏电站的经济损失。除此之外,利用本发明的方法也可对出厂前的太阳电池组件进行在线检测,判断生产线生产的太阳电池组件是否具有PID效应,可直接避免光伏电站的投资损失。
附图说明
图1为太阳电池组件实物图和电路图,其中,图1(a)为太阳电池组件实物图,图1(b)为太阳电池组件电路图。
图2为太阳电池组件所加第一电源和第四电源示意图。
图3为太阳电池组件漏电流密度测试原理图。
图4为太阳电池组件反向饱和电流密度测试示意图。
图5为发生PID现象的太阳电池组件在第一电源和第四电源下的漏电流密度和反向饱和电流密度。
图6为未发生PID现象的太阳电池组件在第一电源和第四电源下的漏电流密度和反向饱和电流密度。
图中,1为太阳电池组件,2为铝边框,3为正极,4为负极,5为旁路二极管。6为第一电源,7为第四电源,8为第三电源,9为电压表,10为采样电阻,11为电流表,12为第二电源。
具体实施方式
下面结合附图通过具体实施例进行说明。
参见图1至图6,本发明公开了利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法如下:
1)在一定的组件和环境湿度条件下,将太阳电池组件1(也称光伏组件)的旁路二极管5去掉,太阳电池组件1的铝边框接到第一电源6的正极,太阳电池组件1的正负极短路接到第一电源6的负极,连续加电压数小时后,进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;
2)再将太阳电池组件1的铝边框2接到第四电源7的负极,太阳电池组件1的正极3与负极4短接后再接到第四电源7的正极,连续加电压数小时后,进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;
若步骤1)中,反向饱和电流密度和漏电流密度随着第一电源的加压时间增加而增加,并且步骤2)中,反向饱和电流密度和漏电流密度随着第四电源的加压时间增加而减小,则该太阳电池组件发生了PID现象;
若步骤1)中,太阳电池组件的漏电流密度随着第一电源的加压时间增加而增加,而组件的反向饱和电流密度随着第一电源的加压时间的增加却几乎不发生变化,并且步骤2)中,太阳电池组件的漏电流密度随着第四电源的加压时间增加而减小,而组件的反向饱和电流密度随着第四电源的加压时间的增加却几乎不发生变化,则该太阳电池组件未发生PID现象。
组件主要影响太阳电池组件的反向饱和电流密度,环境的相对湿度主要影响太阳电池组件的漏电流密度。所以本发明中,步骤1)和步骤2)中的太阳电池组件的组件为15℃-30℃,测试时的环境湿度为20%RH-40%RH。
太阳电池组件所加第一电源6和第四电源7是直流电源,输出电压均为1000-1500V。
太阳电池组件所加第一电源6和第四电源7的时长为20-300小时。
进行反向饱和电流密度的测试时,将太阳电池组件的正极3接到第二电源12的负极,太阳电池组件的负极4与电流表11串联后接到第二电源12的正极,然后测得反向饱和电流密度。
进行漏电流密度的测试时,将太阳电池组件的正负极短路接到第三电源8的负极,太阳电池组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源8的正极,并在采样电阻10的两端并联一个电压表9,然后测得漏电流密度。
反向饱和电流密度的测试第二电源7的输出电压为100-700V。
漏电流密度的测试第三电源8的输出电压为1000-1500V。
太阳电池组件中的电池为多晶硅太阳电池或单晶硅太阳电池,并且太阳电池组件中的电池的个数为54、60、72等组件生产中常用的电池个数。
下面为具体实施例。
实施例1
利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,在组件为25℃和环境湿度为30%RH左右的条件下,
1)先将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时太阳电池组件的反向饱和电流密度约为0.02342mA/cm2
2)测完反向饱和电流密度之后,将该组件从步骤1)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00443μA/cm2
3)测完漏电流密度之后,将该太阳电池组件从步骤2)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第一电源的正极,组件的正负极短路接到第一电源的负极,之后把第一电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
4)将该组件从步骤3)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度约为0.04016mA/cm2
5)将该组件从步骤4)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00508μA/cm2
按照步骤3),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤4)和5)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为加压时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图5中的(a)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而增大;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图5中的(b)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度同样是随着加电压时间的增加而增大的。
6)将该组件从步骤5)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第四电源的负极,组件的正负极短路接到第四电源的正极,之后把第四电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
7)将该组件从步骤6)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.25016mA/cm2
8)测完反向饱和电流密度之后,将该组件从步骤7)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.02183μA/cm2
按照步骤6),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤7)和8)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图5中的(c)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而减小;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图5中的(d)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度同样是随着加电压时间的增加而减小的;结合图5的(a)(b)(c)(d),则确认该组件发生了PID现象。
实施例2
一种利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,在组件为25℃和环境湿度为30%RH左右的条件下,
1)先将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时太阳电池组件的反向饱和电流密度约为0.03172mA/cm2
2)测完反向饱和电流密度之后,将该组件从步骤1)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00516μA/cm2
3)测完漏电流密度之后,将该太阳电池组件从步骤2)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第一电源的正极,组件的正负极短路接到第一电源的负极,之后把第一电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
4)将该组件从步骤3)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.03180mA/cm2
5)将该组件从步骤4)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00618μA/cm2
按照步骤3),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤4)和5)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为加压时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图6中的(a)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而增大;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图6中的(b)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度随加电压时间的增加是基本保持不变。
6)将该组件从步骤5)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第四电源的负极,组件的正负极短路接到第四电源的正极,之后把第四电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
7)将该组件从步骤6)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.03182mA/cm2
8)测完反向饱和电流之后,将该组件从步骤7)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.02371μA/cm2
按照步骤6),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤7)和8)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图6中的(c)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而减小;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图6中的(d)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度随加电压时间的增加是基本保持不变的;结合图6的(a)(b)(c)(d),则确认该组件未发生PID现象。
实施例3
利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,在组件为15℃和环境湿度为40%RH左右的条件下,
1)先将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时太阳电池组件的反向饱和电流密度约为0.02128mA/cm2
2)测完反向饱和电流密度之后,将该组件从步骤1)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00486μA/cm2
3)测完漏电流密度之后,将该太阳电池组件从步骤2)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第一电源的正极,组件的正负极短路接到第一电源的负极,之后把第一电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
4)将该组件从步骤3)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.03824mA/cm2
5)将该组件从步骤4)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00514μA/cm2
按照步骤3),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤4)和5)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为加压时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图5中的(a)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而增大;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图5中的(b)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度同样是随着加电压时间的增加而增大的。
6)将该组件从步骤5)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第四电源的负极,组件的正负极短路接到第四电源的正极,之后把第四电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
7)将该组件从步骤6)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.24488mA/cm2
8)测完反向饱和电流之后,将该组件从步骤7)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.02218μA/cm2
按照步骤6),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤7)和8)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图5中的(c)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而减小;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图5中的(d)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度同样是随着加电压时间的增加而减小的;结合图5的(a)(b)(c)(d),则确认该组件发生了PID现象。
实施例4
一种利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,在组件为15℃和环境湿度为40%RH左右的条件下,
1)先将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时太阳电池组件的反向饱和电流密度约为0.02982mA/cm2
2)测完反向饱和电流密度之后,将该组件从步骤1)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00528μA/cm2
3)测完漏电流密度之后,将该太阳电池组件从步骤2)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第一电源的正极,组件的正负极短路接到第一电源的负极,之后把第一电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
4)将该组件从步骤3)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.03017mA/cm2
5)将该组件从步骤4)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00625μA/cm2
按照步骤3),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤4)和5)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为加压时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图6中的(a)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而增大;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图6中的(b)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度随加电压时间的增加是基本保持不变的。
6)将该组件从步骤5)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第四电源的负极,组件的正负极短路接到第四电源的正极,之后把第四电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
7)将该组件从步骤6)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.03019mA/cm2
8)测完反向饱和电流之后,将该组件从步骤7)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.02431μA/cm2
按照步骤6),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤7)和8)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图6中的(c)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而减小;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图6中的(d)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度随加电压时间的增加是基本保持不变的;结合图6的(a)(b)(c)(d),则确认该组件未发生PID现象。
实施例5
一种利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,在组件为30℃和环境湿度为20%RH左右的条件下,
1)先将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时太阳电池组件的反向饱和电流密度约为0.02451mA/cm2
2)测完反向饱和电流密度之后,将该组件从步骤1)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00433μA/cm2
3)测完漏电流密度之后,将该太阳电池组件从步骤2)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第一电源的正极,组件的正负极短路接到第一电源的负极,之后把第一电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
4)将该组件从步骤3)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.04129mA/cm2
5)将该组件从步骤4)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00498μA/cm2
按照步骤3),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤4)和5)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为加压时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图5中的(a)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而增大;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图5中的(b)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度同样是随着加电压时间的增加而增大的。
6)将该组件从步骤5)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第四电源的负极,组件的正负极短路接到第四电源的正极,之后把第四电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
7)将该组件从步骤6)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.26984mA/cm2
8)测完反向饱和电流之后,将该组件从步骤7)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.02091μA/cm2
按照步骤6),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤7)和8)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图5中的(c)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而减小;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图5中的(d)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度同样是随着加电压时间的增加而减小的;结合图5中的(a)(b)(c)(d),则确认该组件发生了PID现象。
实施例6
一种利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,在组件为30℃和环境湿度为20%RH左右的条件下,
1)先将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时太阳电池组件的反向饱和电流密度约为0.03231mA/cm2
2)测完反向饱和电流密度之后,将该组件从步骤1)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00509μA/cm2
3)测完漏电流密度之后,将该太阳电池组件从步骤2)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第一电源的正极,组件的正负极短路接到第一电源的负极,之后把第一电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
4)将该组件从步骤3)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.03238mA/cm2
5)将该组件从步骤4)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.00611μA/cm2
按照步骤3),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤4)和5)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为加压时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图6中的(a)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而增大;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图6中的(b)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度随加电压时间的增加是基本保持不变的。
6)将该组件从步骤5)中的电路拆下,并将该组件的铝边框接到第四电源的负极,组件的正负极短路接到第四电源的正极,之后把第四电源的输出电压调整到1000V左右,持续加压60小时。
7)将该组件从步骤6)中的电路拆下,并将该组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,再把第二电源的输出电压调整到400V,此时该组件的反向饱和电流密度为0.03240mA/cm2
8)测完反向饱和电流之后,将该组件从步骤7)中的电路拆下,并将该组件的正负极短路接到第三电源的负极,该组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,再在采样电阻的两端并联一个电压表,之后把第三电源的输出电压调整到1300V,读取采样电阻R上的电压显示值并将该值转换为组件的漏电流密度,此时的值约为0.02148μA/cm2
按照步骤6),分别加压至120小时、180小时、240小时、300小时,再按照步骤7)和8)分别进行120小时、180小时、240小时、300小时下的反向饱和电流密度和漏电流密度测试。将上述漏电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为漏电流密度,画图,如图6中的(c)所示,可以看出,太阳电池组件的漏电流密度随着加电压时间的增加而减小;将上述反向饱和电流密度测试结果按照横坐标为时间,纵坐标为反向饱和电流密度,画图,如图6中的(d)所示,可以看出,太阳电池组件的反向饱和电流密度随加电压时间的增加是基本保持不变的;结合图6的(a)(b)(c)(d),则确认该组件未发生PID现象。
本发明可依据太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随加压时间发生微小同步变化的条件,便可准确地确定该组件发生了PID效应,也就是说在太阳电池组件发生PID效应的初期即可发现。通过该检测方法,不仅可对已建光伏电站做到早发现,早预防,避免更大的经济损失,而且还可对出厂前的太阳电池组件进行在线检测,直接避免光伏电站的投资损失。

Claims (10)

1.利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,
1)将光伏组件的旁路二极管去掉,然后将太阳电池组件的铝边框接到第一电源的正极,太阳电池组件的正负极短路接到第一电源的负极,加电压数小时后,分别进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;
2)测试完成后,再将太阳电池组件的铝边框接到第四电源的负极,太阳电池组件的正负极短路接到第四电源的正极,加电压数小时后,分别进行反向饱和电流密度和漏电流密度测试;
若步骤1)中,太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随着第一电源的加压时间增加而增加,并且步骤2)中,太阳电池组件的反向饱和电流密度和漏电流密度随着第四电源的加压时间增加而减小,则该太阳电池组件发生了PID现象。
2.根据权利要求1所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,步骤1)和步骤2)中的太阳电池组件的温度为15℃-30℃,测试时的环境湿度为20%RH-40%RH。
3.根据权利要求1所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,所述第一电源和第四电源是直流电源,输出电压均为1000-1500V。
4.根据权利要求1所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,所述加电压的时长均为20-300小时。
5.根据权利要求1所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,进行反向饱和电流密度的测试时:将太阳电池组件的正极接到第二电源的负极,太阳电池组件的负极与电流表串联后接到第二电源的正极,然后测得反向饱和电流密度。
6.根据权利要求5所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,所述第二电源的输出电压为100-700V。
7.根据权利要求1所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,进行漏电流密度的测试时,将太阳电池组件的正负极短路接到第三电源的负极,太阳电池组件的铝边框与采样电阻串联后接到第三电源的正极,并在采样电阻的两端并联一个电压表,然后测得漏电流密度。
8.根据权利要求7所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,所述第三电源的输出电压为1000-1500V。
9.根据权利要求1所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,所述太阳电池组件中的电池为多晶硅太阳电池或单晶硅太阳电池。
10.根据权利要求1所述的利用光伏组件反向饱和电流和漏电流密度检测PID方法,其特征在于,所述太阳电池组件中的电池的个数为54、60或72。
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