CN115589207A - 一种户外光伏组件pid效应快速发生装置及评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种户外光伏组件PID效应快速发生装置及评估方法，属于光伏发电技术领域，包括安装架和喷淋组件，安装架上用于安装被测光伏组件；喷淋组件连接有储水箱，储水箱内设有盐水，盐水通过喷淋组件喷洒在被测光伏组件上。本发明提供的一种户外加速光伏组件PID的试验装置可以促使户外光伏组件快速发生PID效应，并可利用该装置对户外光伏组件发生不同PID效应时所经历的时间进行评估。

Description

一种户外光伏组件PID效应快速发生装置及评估方法

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，更具体地说，是涉及一种户外光伏组件PID效应快速发生装置及评估方法。

背景技术

近年来，光伏产业在我国得到迅猛地发展，如何保证光伏产品的质量成为了行业内发展的重点。其中，PID(电势诱导衰减)效应是光伏组件中的一大问题，光伏组件的PID(Potential Induced Degradation，电势诱导衰减)效应，是指光伏组件所在的光伏发电系统在工作状态下，若电路的正极或中间接地，则靠近负极的光伏组件内电池电势为负，而光伏组件接地的金属边框的电势为0，在高温高湿的环境下，金属边框和电池之间的负电压会导致电池效率衰减和光伏组件功率下降。如果光伏组件发生PID现象，组件功率会发生急剧下降，影响发电产出，因此，研究光伏组件的PID抗性以及对光伏组件发生PID效应的程度和发生周期进行评估具有重要意义。

现有的一些关于测试光伏组件PID的试验多是利用一些装置在室内环境箱条件下进行的，虽然也可以使光伏组件发生PID衰减，可是由于光伏组件在户外的实际使用环境与室内测试环境不一致，导致室内关于PID试验得到的数据与实际应用数据之间存在偏差，从而易造成错误判断。

发明内容

本发明的目的在于提供一种户外光伏组件PID效应快速发生装置及评估方法，旨在模拟光伏组件户外工况环境并促使光伏组件快速发生PID效应，评估光伏组件在实际安装环境中使用时发生PID效应的实际时间。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种户外加速光伏组件PID的试验装置，包括：

安装架，所述安装架用于安装被测光伏组件；

储水箱，所述储水箱内盛装有盐水；

喷淋组件，所述喷淋组件连接所述储水箱，用于将所述盐水喷淋在所述被测光伏组件上。

在一种可能的实现方式中，所述安装架包括自上而下倾斜设置的安装面，所述安装面用于倾斜安装所述被测光伏组件。

在一种可能的实现方式中，所述安装面的倾斜角度为20°-45°。

在一种可能的实现方式中，所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置还包括用于感应所述被测光伏组件的电压信号的感应单元，所述感应单元通过控制器电连接所述喷淋组件。

在一种可能的实现方式中，所述喷淋组件包括循环水泵和喷淋头，所述喷淋头与所述循环水泵之间连接有上水管，所述循环水泵设于所述储水箱内，所述喷淋头位于所述安装架的上方，所述控制器电连接所述循环水泵用于控制所述循环水泵启闭。

在一种可能的实现方式中，所述安装面倾斜向下的一侧设有集水槽(6)，且所述集水槽位于所述被测光伏组件的下方。

在一种可能的实现方式中，所述集水槽与所述储水箱之间连接有回水管，所述回水管用于引导所述盐水流入所述储水箱。

在一种可能的实现方式中，其特征在于，所述集水槽上设有排液管，所述回水管与所述排液管相连接。

本发明提供的一种户外加速光伏组件PID的试验装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种户外加速光伏组件PID的试验装置，通过在被测光伏组件上面喷洒盐水，使盐水在被测光伏组件上形成一层导电水膜，导电水膜的形成，一方面为被测光伏组件表面发生PID现象提供了高湿环境，营造了诱发PID效应的外部环境，另一方面，在被测光伏组件正常工作时，由于导电水膜由于具备导电性，且导电水膜覆盖在被测光伏组件表面使其与被测电池组件的边框相互联通，使得导电水膜与被测光伏组件边框电势相同，从而使导电水膜与被测光伏组件之间具备电场，加速被测光伏组件漏电流，使被测光伏组件能够快速发生PID效应。

一种户外光伏组件PID效应评估方法，包括以下步骤：

S1：被测光伏组件(2)进行IV测试，并记录被测光伏组件(2)初始的最大功率值P0；

S2：将被测光伏组件(2)安装在如权利要求1-8任意一项所述的户外光伏组件PID效应快速发生装置上，喷淋组件将盐水(5)喷淋在被测光伏组件(2)上，在被测光伏组件(2)上面形成导电水膜；

S3：以测光伏组件(2)接收的累积辐照量设定n个检测节点，记录每个检测节点经历的时间T1、T2、T3···Tn，在每个检测节点对被测光伏组件(2)进行IV检测，记录被测光伏组件(2)的最大功率值P1、P2、P3···Pn，得出被测光伏组件(2)在每个检测节点发生PID效应的程度值An，An＝

S4：评估被测光伏组件在实际环境中运行发生PID效应程度达到An时所经历的时间Tr，

Tn为试验运行的时间；

RH为平均湿度值；

t1为自然形成水膜每天存在时长；

t2为导电水膜每天存在时长。

本发明提供的一种户外光伏组件PID效应评估方法，与现有技术相比，通过在被测光伏组件上喷洒盐水，在被测光伏组件的上形成导电水膜，营造了PID效应诱发的高湿环境，另外，在被测光伏组件在发电状态时，导电水膜与被测光伏组件之间具备电场，加速被测光伏组件漏电流，使被测光伏组件能够快速发生PID效应，从而通过检测被测光伏组件发生PID效应的时间来评估被测光伏组件在实际安装环境中使用时发生PID效应的实际时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种户外加速光伏组件PID的试验装置的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

101、第一基座；102、第二基座；103、立柱；104、支撑梁；2、被测光伏组件；301、循环水泵；302、喷淋头；303、上水管；4、储水箱；5、盐水；6、集水槽；61、排液管、611、滤网；7、回水管。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，现对本发明提供的一种户外加速光伏组件PID的试验装置进行说明。一种户外加速光伏组件PID的试验装置，包括安装架、储水箱和喷淋组件，其中，安装架上用于安装被测光伏组件2；储水箱4内设有盐水5，喷淋组件与储水箱4相连，盐水5通过喷淋组件喷洒在被测光伏组件2上。

本发明提供的一种户外加速光伏组件PID的试验装置，与现有技术相比，通过在被测光伏组件2上面喷洒盐水5，使盐水5在被测光伏组件2上形成一层导电水膜，导电水膜的形成，一方面为被测光伏组件2表面发生PID现象提供了高湿环境，营造了诱发PID效应的外部环境，另一方面，在被测光伏组件2正常工作时，由于导电水膜由于具备导电性，且导电水膜覆盖在被测光伏组件2表面使其与被测电池组件的边框相互联通，使得导电水膜与被测光伏组件2边框电势相同，从而使导电水膜与被测光伏组件2之间具备电场，加速被测光伏组件2漏电流，使被测光伏组件2能够快速发生PID效应。

在本实施例中，安装架包括并排设置在地面上的第一基座101和第二基座102，第一基座101与第二基座102同高，第一基座101上设有立柱103，立柱103与第二基座102上之间连接有支撑梁104，支撑梁104的上端面为安装面，安装面为平面，安装面自立柱103一侧向第二基座102一侧倾斜设置，使得安装面与水平面之间具备安装夹角，安装面上用于安装被测光伏组件2，安装好的被测光伏组件2与安装面平行，其中，容易得到的，安装好的被测光伏组件2与水平面之间具备一个受光角度，且该受光角度的大小与安装角度的大小相同，以便于被测光伏组件2吸收太阳辐照。

可选的，根据本装置在实际使用时，安装所在地的纬度不同，设置安装夹角的大小可在20°-45°之间进行选择，以使得被测光伏组件2可具备较好的受光角度。

在本实施例中，所用的盐水5是指一些可溶解于水的盐类化合物的水溶液，可选的，盐水5为氯化钠溶液，氯化钠溶于水后可以电离出自由移动的离子，从而使氯化钠溶液具备导电性。

进一步地，请参阅图1，喷淋组件包括循环水泵301和喷淋头302，喷淋头302与循环水泵301之间通过上水管303连接，循环水泵301设于储水箱4内，喷淋头302设于支撑梁104的上方，并处于支撑梁104靠近立柱103一端的外侧，如此设置，可以避免喷淋头302与上水管303对被测光伏组件2形成遮挡，影响被测光伏组件2对太阳辐射的吸收。

可选的，喷淋头302为雾化喷头，雾化喷头可将盐水5雾化喷出，使盐水5迅速均匀的铺满在被测光伏组件2上，对被测光伏组件2的加湿速度快，另外，雾化喷头对盐水5的消耗少，可降低运行成本。

进一步地，本发明提供的装置上还包括感应单元，所述感应单元用于感应被测光伏组件2的电压信号，并将感应到的电压信号传输至控制器，控制器对电压信号进行处理分析，并判定被测光伏组件2是否处于发电状态，当被测光伏组件处于发电状态时，所述控制器控制循环水泵301启动，对被测光伏组件2喷淋盐水5，当被测光伏组件处于待机状态时，所述控制器控制所述循环水泵301进入待机状态，停止对被测光伏组件2喷淋盐水5。

在本实施例中，通过将循环水泵301的启停与被测光伏组件2的发电状态相关联，在白天，被测光伏组件2受到太阳辐照进入发电状态，控制器启动循环水泵301持续喷洒盐水5，使被测光伏组件2处于诱发PID效应发生的环境中；在夜晚，被测光伏组装件2接收不到太阳辐照进入待机状态，控制器控制循环水泵301进入待机状态，停止对被测光伏组件2喷淋盐水5，如此设置，一方面还原了被测光伏组件2的真实工作状态，另一方面，使得本发明提供的装置使用方便，省去人工操作启停循环水泵301的步骤，节约人力资源，减轻工作人员劳动强度。

请参阅图1，作为本发明提供的一种户外加速光伏组件PID的试验装置及方法的一种具体实施方式，在支撑梁104倾斜向下的一侧，靠近第二基座102的位置设有集水槽6，集水槽6的长度与被测光伏组件2的横向长度相同，集水槽6的槽口向上开设，当被测光伏组件2安装到安装架上之后，被测光伏组件2倾斜向下一端的边沿处于集水槽6槽口的正上方，在实际使用时，盐水5被喷淋组件持续喷洒在被测光伏组件2的上端面，在被测光伏组件2的上端面形成了一层持续存在的导电水膜，由于盐水5受到重力作用，会沿被测光伏组件2的上端面向其倾斜的一侧汇流，并最终在被测光伏组件2倾斜向下一端的边缘脱离，流入到集水槽6中进行收集。

进一步地，在集水槽6与储水箱4之间连接有回水管7，回水管7使集水槽6与储水箱4相互连通，使得收集在集水槽6的盐水5在回水管7的引导下回流至储水箱4进行储存。

可选的，储水箱4的设置位置低于集水槽6内的最低点，盐水5依靠自生重力作用，在回水管7的引导下流入到储水箱4中。

可选的，回水管7上连接设有抽水机，通过抽水机的作用将集水槽6的盐水5抽出并排入到储水箱4中。

进一步地，请参阅图1，集水槽6的下端最低点设有排液管61，回水管7连接在排液管61上，在排液管61内设置有滤网611，盐水5在进入回水管7之前需要经过滤网611过滤，如此设置，可以阻止一些杂物随盐水5回流到储水箱4中，从而可避免出现杂物堵塞喷淋头302的情况发生。

可选的，滤网611也可以设置在回水管7内，也可以设置在储水箱4与回水管7的连接处。

本发明还提供了一种户外光伏组件PID效应评估方法，包括：

S1：被测光伏组件2进行IV测试，绘制IV曲线，并通过IV曲线找出最大功率点并记录，此时被测光伏组件2的初始最大功率值为P0；

可选的，在本步骤之前，还可以对被测光伏组件2进行如下步骤处理：

A1：将被测光伏组件2进行曝晒预处理，对被测光伏组件2经受室外条件能作初步评价；

A2：将被测光伏组件2进行外观检查和EL测试，检查被测光伏组件2的外缺陷和内在缺陷，判定被测光伏组件2的质量情况，并将不符合质量要求的被测光伏组件2剔除，使符合质量要求的被测光伏组件2进入下一试验步骤。

S2：将被测光伏组件2安装在上述的户外光伏组件PID效应快速发生装置上，并使被测光伏组件2处于并网发电连接中，形成1000V或1500V的发电系统，发电系统进行正极接地；启动上述装置，喷淋组件将盐水5喷淋在被测光伏组件2上，在被测光伏组件2上面形成导电水膜；

在本步骤中，户外光伏组件PID效应快速发生装置位于户外，被测光光伏组件处于实际的应用状态，且喷淋组件与被测光伏组件2的发电状态相关联，即当被测光伏组件2处于发电状态时，喷淋组件进行盐水5喷淋，在被测光伏组件2上形成导电水膜，当喷淋组件处于待机状态时，喷淋组件同样处于待机状态，不再进行喷淋，如此设定，使得被测光伏组件2PID失效机理更贴近实际，试验结果更加客观、真实可信。

S3：以测光伏组件2接收的累积辐照量设定n个检测节点，记录每个检测节点经历的时间T1、T2、T3···Tn，在每个检测节点对被测光伏组件(2)进行IV检测，记录被测光伏组件(2)的最大功率值P1、P2、P3···Pn，得出被测光伏组件(2)在每个检测节点发生PID效应的程度值An，

在本步骤中，当被测光伏组件2接收的太阳辐照量的累积量每增加10kW/㎡时，对被测光伏组件2进行IV测试，当接收的太阳辐照量累计达到100kW/㎡时本步骤结束；

S4：根据试验数据评估被测光伏组件2在实际环境中运行发生PID效应程度到达An时所经历的时间Tr，

其中，Tn为试验运行的时间；RH为实际环境的平均湿度值，其中RH值可以通过向气象部门查询获取，也可以通过湿度监测设备监测获取，上述的100％为被测光伏组件2试验中的环境湿度值，在试验中由于导电水膜在被测光伏组件2处于发电状态时始终存在，所以被测光伏组组件的环境湿度为100％，t1为自然形成水膜每天存在时长，所述自然形成的水膜为夜晚水蒸气在被测光伏组件上冷凝所形成的水膜，t1可以通过观测获得，t2为导电水膜每天存在时长，t2可以通过观测获得。

以下通过举例说明S4中的计算过程，以测光伏组件2接收的累积辐照量每增加100kW/㎡是为检测节点取S3中一组数值，当被测光伏组件2累积受到太阳辐照量达到30kW/㎡时，被测光伏组件的最大功率值为P3，此时的光伏组件2反生PID效应的程度值为A3，并通过计算得知A3＝5％，此时试验经历的时间为T3，由记录可知T3为10天，通过查询得知试验当地的平均湿度RH为20％，通过观测可知在实际环境中，每天常规光伏组件上自然形成的水膜存在时间为0.5小时，本试验中导电水膜存在的时间为5小时，由以上数据评估被测光伏组件2在实际环境运行中发生PID效应程度到达A3＝5％时，所经历的时间

本发明提供的一种户外光伏组件PID效应评估方法，与现有技术相比，通过在被测光伏组件2上喷洒盐水5，在被测光伏组件2的上形成导电水膜，营造了PID效应诱发的高湿环境，另外，在被测光伏组件2在发电状态时，导电水膜与被测光伏组件2之间具备电场，加速被测光伏组件2漏电流，使被测光伏组件2能够快速发生PID效应，从而通过检测被测光伏组件2发生PID效应的时间来评估被测光伏组件2在实际安装环境中使用时发生PID效应的实际时间。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，包括：

安装架，所述安装架用于安装被测光伏组件(2)；

储水箱(4)，所述储水箱(4)内盛装有盐水(5)；

喷淋组件，所述喷淋组件连接所述储水箱(4)，用于将所述盐水(5)喷淋在所述被测光伏组件(2)上。

2.如权利要求1所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，所述安装架包括自上而下倾斜设置的安装面，所述安装面用于倾斜安装所述被测光伏组件(2)。

3.如权利要求2所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，所述安装面的倾斜角度为20°-45°。

4.如权利要求1-3任意一项所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，还包括用于感应所述被测光伏组件(2)的电压信号的感应单元，所述感应单元通过控制器电连接所述喷淋组件。

5.如权利要求4所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，所述喷淋组件包括循环水泵(301)和喷淋头(302)，所述喷淋头(302)与所述循环水泵(301)之间连接有上水管(303)，所述循环水泵(301)设于所述储水箱(4)内，所述喷淋头(302)位于所述安装架的上方，所述控制器电连接所述循环水泵(301)用于控制所述循环水泵(301)启闭。

6.如权利要求2所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，所述安装面倾斜向下的一侧设有集水槽(6)，且所述集水槽(6)位于所述被测光伏组件(2)的下方。

7.如权利要求6所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，所述集水槽(6)与所述储水箱(4)之间连接有回水管(7)，所述回水管(7)用于引导所述盐水(5)流入所述储水箱(4)。

8.如权利要求7所述的一种户外光伏组件PID效应快速发生装置，其特征在于，所述集水槽(6)上设有排液管(61)，所述回水管(7)与所述排液管(61)相连接。

9.一种户外光伏组件PID效应评估方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：被测光伏组件(2)进行IV测试，并记录被测光伏组件(2)初始的最大功率值P0；

S2：将被测光伏组件(2)安装在如权利要求1-8任意一项所述的户外光伏组件PID效应快速发生装置上，喷淋组件将盐水(5)喷淋在被测光伏组件(2)上，在被测光伏组件(2)上面形成导电水膜；

S3：以测光伏组件(2)接收的累积辐照量设定n个检测节点，记录每个检测节点经历的时间T1、T2、T3···Tn，在每个检测节点对被测光伏组件(2)进行IV检测，记录被测光伏组件(2)的最大功率值P1、P2、P3···Pn，得出被测光伏组件(2)在每个检测节点发生PID效应的程度值An，

S4：评估被测光伏组件在实际环境中运行发生PID效应程度达到An时所经历的时间Tr，

Tn为试验运行的时间；

RH为平均湿度值；

t1为自然形成水膜每天存在时长；

t2为导电水膜每天存在时长。

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