光伏电站的抗PID保护方案和设备研制

■ 相海涛董兵罗愉黎文*

（1.晶澳太阳能投资（中国）有限公司；2. 中电投江苏新能源有限公司）

光伏电站的抗PID保护方案和设备研制

■ 相海涛1董兵2罗愉1黎文1*

（1.晶澳太阳能投资（中国）有限公司；2. 中电投江苏新能源有限公司）

针对新疆地区的气候特点及建筑能耗现状，提出一种综合利用太阳能和浅层土壤热能的热泵供暖空调系统，介绍系统的运行原理，结合当地的气象条件和建筑情况对复合系统进行设计过程，并对系统的运行性能进行测试分析。结果表明，该系统基本满足设计要求，运行费用大幅降低，在新疆地区具有良好的应用前景。

太阳能；地源热泵；运行原理；运行费用

0　引言

近年来，光伏发电在我国得到了长足的发展，随着国家和地方从初装补贴向度电补贴的政策转变，电站发电带来的收益非常可观，一般光伏电站发电收益占电站营业收入的98%以上，因此发电量就成为系统成本回收周期的最关键因素。

组件作为系统造价中最主要的部分，其性能直接影响电站的发电收益。部分光伏电站在运行一段时间后，光伏组件效率衰减明显大于正常自然衰减速度，尤其以高温高湿的环境更为显著，如建设在滩涂、湿地及鱼塘等环境的光伏电站[1]，这种现象称为PID效应。

1　抗PID设备

一般情况下，对于组串电极不接地的光伏系统，靠近负极的组件长期在负电势作用下，会使组件发生PID效应。在光伏电站中，通过在组串电极和大地间施加隔离偏置电压，抬升整个阵列的对地电势，可有效去除电势诱导衰减的诱因，保护组件免于PID衰减[2]。另外，夜间负极电势被抬升至正极电势相当，可自动修复已发生的组件衰减。根据这种方法，开发了一种抗PID保护和修复的设备Anti-PID Box，外观如图1所示。该设备可用于新建电站的抗PID保护，也可用于已建电站的抗PID保护和修复。该设备已取得CE认证，为配合电站的运维，提供配套远程网络监控模块。

图1　Anti-PID Box外观图

2　实验方法及结果

2.1实验方法

在500 kWp的光伏阵列里选取5块发生PID衰减的额定功率为230 Wp的组件作为被测对象；用Anti-PID Box修复该阵列，并分两个阶段进行复测。

2.2实验结果

修复前后峰值功率变化图如图2所示。由图2可知，被测对象初始平均最大功率为额定的38.9%；第一阶段修复20天后，平均最大功率为额定的89.3%，约提高了50.4%；第二阶段，平均最大功率为额定的97.0%，约提高了58.1%，PID修复效果显著。

图2　修复前后峰值功率变化图

3　结论

本文开发的Anti-PID Box具有体积小、重量轻、安装施工简便、功耗极低的特点，主要应用于不接地的光伏发电系统，既可用于新建电站的抗PID保护，也可用于已建电站的PID修复和保护，实验结果证明了所提方案的可行性和设备的实用性。

[1] Pingel S, Frank O, Winkler M, et al. Potential induced degradation of solar cells and panels[J]. Photovoltaic Specialists Conference IEEE, 2010, 12(1): 2817-2822.

[2]龚铁裕,相海涛,黎文.解决光伏电站组件的抗潜在电势诱导衰减效应的方法[J].电力与能源, 2014, (4): 525-527.

2015-11-20

黎文(1989—)，男，研究生，主要从事集中式、分布式太阳能光伏发电及光伏储能并网系统的研究。liwen@jasolar.com