[發明專利]一種光伏發電系統

有效

• 申請號: 201811555010.6
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109742789B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 王元澤;王保均
• 申請（專利權）人: 廣州金升陽科技有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/5383;H02M7/53846
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種光伏發電系統，包括至少兩組光伏組串，當對光伏組串進行活化時，將光伏組串兩兩反向并聯，并在各反向并聯后的光伏組串兩端施加衰減的正弦交流電電壓；或至少包括一組中點接地的光伏組串，當對光伏組串進行活化時，將光伏組串兩端連接，并在光伏組串的一端和接地端之間施加衰減的正弦交流電電壓；由于正弦波為單一頻率，諧波成分少，空中輻射也少，對環境很友好，從而使得該光伏發電系統中的光伏組串壽命得到延長，且對環境的輻射小；由于光伏組串兩兩反向并聯，因此能使得活化輸入的正弦交流電能得以充分利用，從而能減少活化需要的時間和能量消耗。

技術領域

本發明涉及用于光伏發電系統，特別涉及對老化的光伏組串進行活化處理的光伏發電系統。

背景技術

隨著化石能源的枯竭預期和其帶來的環境污染，可再生清潔能源的研究和應用被全球各國高度重視，其中風力發電和光伏發電技術成為主要的研究熱點，光伏發電是太陽能發電的簡稱。我國光伏發電的開發和研究起步于20世紀70年代，90年代進入穩定發展時期，21世紀開始注重太陽能光伏發電的研究，2000年，我國的光伏技術已經步入大規模的并網發電階段。

在光伏發電領域，2005年美國SunPower公司首次發現并提出了PID效應，英文全稱為：Potential Induced Degradation，即電勢誘導衰減。SunPower發現PID效應時提出：光伏組件串聯后可形成較高的系統電壓(美國為代表的600V，歐洲為代表的1000V)，組件長期在高電壓工作，在蓋板玻璃、封裝材料、邊框之間存在漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，使得電池片表面的鈍化效果惡化，導致填充因子(FF)、短路電流(Isc)、開路電壓(Voc)降低，使組件性能低于設計標準。SunPower稱此現象為表面極化效應，但此衰減是可逆的。自此，光伏界的工程技術人員開始關注PID的研究和討論。

2012年開始，PID引起的組件質量問題在光伏電站中大量出現，PID現象由此走入公眾視野。同年12月，美國獨立光伏組件測試實驗室PV Evolution Labs(PVEL)率先對五家國際一級組件制造商進行了PID測試，上述企業包括中國英利綠色能源、晶澳太陽能、天合光能、日本京瓷和德國Solarworld。

此后，越來越多光伏組件制造商增強了對PID的重視，截至2015年第二季度，日本松下、阿特斯、晉能、昱輝陽光、韓華、中盛光電等國內外主流光伏制造商先后宣布其組件通過了第三方PID測試。

據第三方檢測機構的介紹，PID指的是當太陽能組件與地面形成高強度負電壓，其所形成的電位差除了會導致太陽能電池或模組造成損害外，還會引起發電效率衰減的問題。

PID可影響整個系統的發電能力和總輸出功率，嚴重者將直接減少光伏電站投資收益率，近年來已經成為國際買家投訴國內組件質量的痛點之一。

現有技術減緩或避免PID效應的方法主要如下：

1、組件接地

如果給組件施加負偏壓(電池片電壓相對邊框為負值)，則可以把上述積累的負電荷排出到地面上，電池性能得到恢復，這就是電池性能可恢復的極化效應。

基于上述分析，在組件進行串聯使用時，為了避免極化效應，SunPower提出N型前表面太陽電池的組件采取正極接地，P型前表面電池的組件采用負極接地。

2、增強組件的絕緣和防水性能，減小漏電流

例如采用穩定性能更好的封裝材料，不使用金屬邊框，增加電池的體電阻，改進鈍化膜的厚度和特性，在器件中增加阻擋層等。

3、杜絕離子產生的源頭

采用石英玻璃，低鈉玻璃等。

4、降低組串電壓

小規模項目可考慮使用微型逆變器，降低組串電壓。這也是特斯拉公司主張以家庭為單位的微網光伏系統的原因。