晶体硅光伏组件非正常衰减和失效分析

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时间：2016-12-29 08:35:38

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晶体硅光伏组件非正常衰减和失效分析非正常衰减和失效现象的原因较多，涉及的责任方主要有组件制造方、运输方、安装方、运维方、电站设计方等等。只有分清责任方，才有利于解决非正常衰减和失效

非正常衰减和失效现象的原因较多，涉及的责任方主要有组件制造方、运输方、安装方、运维方、电站设计方等等。只有分清责任方，才有利于解决非正常衰减和失效的问题，延长组件的使用寿命，为投资者带来更多的效益。

1．问题的提出

随着光伏发电装机容量的迅速增长，业主对晶体硅光伏组件质量的要求越来越高。我们经常可以看到，组件生产工厂内，业主雇佣的第三方质量检验人员一丝不苟地在线检验组件。甚至发货前还要重新进行外观检查、功率复测和EL测试，生怕出厂到光伏电站项目的组件出现问题。于是乎，对组件的要求越来越高，检验越来越严。首先，笔者对于第三方检验人员的工作态度和敬业精神表示赞赏和尊重。但是，尽管经过如此严格检验的组件产品，经出厂运输、安装建成电站后、组件输出功率衰减块、组件质量出现各种问题的现象依然存在，这是为什么呢？

其实，组件外观、出厂前功率和EL测试各自分别表明了组件质量的一个方面，外观和测试看不到的内在质量也很重要。外观良好，测试合格的组件并不一定就衰减不快，出厂时完美无缺的组件到了电站并不一定没有质量问题，我们只有充分了解组件从生产、运输、安装到运维各个环节可能出现的问题，并严格分清这些问题的责任方，发现问题并及时由责任方处理和解决问题，才能使光伏组件在它的生命周期内发挥最大效能，为投资者创造更大的效益。

那么，导致电站发电不足的原因都有哪些呢？又都应该由谁来负责？由谁来处理和解决问题呢？光伏电站发电量达不到设计要求和衰减快的原因很多，我们不谈电站设计、选址、阵列朝向、阴影遮挡、电缆损失、汇流箱和逆变器损耗、气象条件等因素对光伏电站发电量的影响，也不涉及组件正常初始衰减和长期自然衰减，只对组件非正常衰减和失效做分析，希望能找出原因，分清责任，各负其责，解决问题。

2．晶体硅光伏组件非正常衰减和失效的原因

2．1组件的PID现象

这是近几年讨论较多的话题，笔者认为，如果光伏电站的组件发生了PID现象，其责任首先在电站设计方。

若设计方要求组件制造方提供抗PID的组件，而在电站实际运行中还是产生了PID现象，则组件制造方应承担相应的责任。

我们知道，晶体硅光伏组件电位诱发衰减效应简称PID（Potential Induced Degradation），在负高偏压下使用任何工艺生产的P型电池常规组件和在正高偏压下使用任何工艺生产的N型电池常规组件都存在发生PID现象的极大风险，那么安装在现场的组件可能产生PID现象的必要条件是什么呢？在实际的应用条件下，上午太阳初升后的一段时间内，往往是PID现象相对强烈的时段，原因是组件在经历了一个不发电的夜晚后，其表面会有凝露现象发生，会造成光伏系统在早晨太阳初升后的一段时间内，其表面较为潮湿的情况下，承受前面提及的系统偏置电压。

组件发生PID现象必须满足以下几个条件

1）P型硅电池组件正极接地，或N型硅电池组件负极接地。

2）组件表面有一层水膜（一般清晨会有露水）。

3）有能使组件产生高电压的阳光；

4）组件封装材料用的是常规钠钙玻璃和常规EVA，电池是常规工艺制成。

组件在满足以上四条时就有产生PID现象的可能。也就是说，PID现象的产生是玻璃表面与组件内部电路的高压，导致玻璃中钠离子迁移到电池，破坏PN结的结果，与组件边缘和背板渗水等并无直接关系。2、3条是自然现象，无法避免，1、4条则可以人为控制。