12-叠片组件性能安全评估-薄详喜_20190315213948

切 片 叠 片 组 件 性 能 安 全 评 估 TV SD TV SD AG Slide 115-Mar-19 Corporate Presentation薄 祥 喜 TV SD 南 德 认 证 （ 检 测 ） 中 国 有 限 公 司PV Department 大 纲 TV SD AG Slide 2Corporate Presentation15-Mar-19 I EC参 考 标 准1 重 测 方 案 介 绍2 热 斑 问 题 讨 论3 I EC参 考 标 准 TV SD AG Slide 3Corporate Presentation15-Mar-19光 伏 组 件 认 证 标 准 按 电 池 类 型 区 分 ， 不 是 按 照 组 件 结 构 进 行 区 分 重 测 方 案 介 绍 TV SD AG Slide 4Corporate Presentation15-Mar-19 - 认 证 测 试 模 式 基 础 全 项 目 测 试 变 更 重 测- 参 考 标 准 IEC TS 62915- 重 测 机 理 加 速 测 试 和 失 效 模 型 对 应 关 系 ， 具 体 可 以 参 考 NREL report HISTORY OF IEC QUALIFICATION STANDARDS举 例 重 测 导 则 介 绍 TV SD AG Slide 5Corporate Presentation15-Mar-19 和 切 片 叠 片 相 关 变 更 及 重 测 方 案工 艺 主 要 变 更 项 目 重 测 方 案电 池 片 4.2.3 整 片 变 成 切 片 热 斑 热 循 环 TC200 温 升 反 向 电 流 过 载 测 试焊 接 4.2.4 焊 带 变 成 导 电 胶 热 斑 热 循 环 TC200 湿 热 反 向 电 流 过 载 测 试 UV电 路 4.2.8 串 联 变 成 串 并 联汇 流 条 内 部 走 线 方 式 可 能 引 起 的 测 试 热 斑 热 循 环 TC200 温 升 反 向 电 流 过 载 测 试 绝 缘 厚 度 测 量 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 6Corporate Presentation15-Mar-19 什 么 情 况 会 产 生 热 斑I EC 61215-22016Hot-spot heating occurs in a module when its operating current exceeds the reduced short circuit current I sc of a shadowed or faulty cell or group of cells. When such a condition occurs, the affected cell or group of cells is forced into reverse bias and shall dissipate power,which can cause overheating.工 作 电 流 大 于 遮 盖 电 池 的 短 路 电 流 ， 此 时 遮 盖 电 池 被 反 向 偏 压This defect could be provoked by faulty cells, mismatched cells, shadowing or soiling.热 斑 效 应 可 能 是 由 有 缺 陷 的 电 池 片 ， 电 池 片 之 间 不 匹 配 ， 遮 挡 ， 或 者 污 染 所 致Overheat resulting in melting of solder, deterioration of the encapsulant, front and/or backsheet, cracking of the superstrate, substrate and/or cover glass. 过 热 会 引 起 焊 接 点 熔 化 ， EVA融 化 ， 背 板 碳 化 ， 玻 璃 开 裂 The correct use of bypass diodes can prevent hot spot damage from occurring.正 确 使 用 旁 路 二 极 管 ， 可 以 阻 止 热 斑 损 害 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 7Corporate Presentation15-Mar-19 反 向 偏 压 是 怎 么 产 生 的 一 串 电 池 并 联 一 个 二 极 管 ， 当 一 个 电 池 被 部 分 遮 挡 时 ， 该 电 池 的 短 路 电 流 小 于 其 他 电 池 ， 当 其 他 电池 的 光 生 电 流 也 就 是 串 电 流 超 过 该 电 池 短 路 电 流 时 ， 因 为 是 串 联 ， 电 流 受 限 ， 多 余 的 电 流 多 余 的无 法 输 出 的 光 生 电 子 和 空 穴 积 累 在 每 个 电 池 两 端 ， 对 这 些 电 池 来 说 是 正 向 偏 压 ， 对 遮 盖 电 池 来 说 ，是 反 向 偏 压 。 e- h 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 8Corporate Presentation15-Mar-19 二 极 管 是 怎 么 启 动 保 护 电 池 受 热 斑 影 响 的- 没 有 二 极 管 时 ， 遮 盖 电 池 的 反 向 偏 压 来 源 于 所 有 与 其 串 联 的 其 他 电 池 ， 出 现 热 斑 ， 消 耗 能 量 大- 有 二 极 管 时 ， 遮 盖 电 池 的 反 向 偏 压 只 来 源 于 与 其 共 用 一 个 二 极 管 的 其 他 串 联 电 池 ， 出 现 热 斑 ，二 极 管 的 主 要 作 用 是 将 热 斑 影 响 限 制 在 一 个 串 联 电 池 组 内 - A组 和 B组 （ 受 遮 盖 ） 相 比 ， 多 出 来 的 电 流 给 B组 二 极 管 施 加 正 向 偏 压 ， 当 这 个 偏 压 大 于 二 极 管 的启 动 电 压 时 ， 二 极 管 导 通 ， 电 流 全 部 通 过 二 极 管A B Source http//www.pveducation.org/pvcdrom/7-modules-and-arrays/bypass-diodes 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 9Corporate Presentation15-Mar-19 二 极 管 何 时 启 动- 二 极 管 是 否 导 通 ， 和 遮 盖 面 积 和 负 载 大 小 有 直 接 关 系 ， 系 统 中 负 载 的 大 小 又 由 逆 变 器 MPPT跟 踪 控 制 。 - 10遮 盖 时 ， Pmax为 图 中 点 1， MPPT选 择 该 点 对 应 负 载 比 BD启 动 点 要 大 ， BD未 启 动 ；- 100遮 盖 时 ， Pmax为 图 中 点 2， MPPT选 择 该 点 对 应 负 载 比 BD启 动 点 要 小 ,BD启 动 ；eg. 10遮 盖12 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 10Corporate Presentation15-Mar-19 切 片 叠 片 组 件 二 极 管 选 择目 前 ， 常 规 组 件 ， 一 个 二 极 管 保 护 24片 电 池 片 ， 即 一 个 电 池 片 最 多 消 耗 23块 电 池 片 的 能 量常 见 叠 片 版 型 为 144片 或 120片 串 联 一 组 ， 多 组 并 联 。 外 观 尺 寸 和 常 规 组 件 一 致 ， 内 部 电 路 常 见 串 并 串 ， 例 如 图 1。- 从 一 块 组 件 的 角 度 来 看 ， 1/5切 片 的 组 件 ， 现 有 72片 版 型 ， 最 多 串 联 120片 电 池 片 ， 可 以 不 需 要 二 极 管- 从 一 个 系 统 阵 列 的 角 度 来 看 ， 没 有 二 极 管 ， 则 遮 盖 电 池 会 消 耗 整 个 阵 列 与 其 串 联 的 电 池 的 能 量 ， 风 险 非 常 高 。所 以 至 少 需 要 1个 二 极 管1/5 切 片 1/5 切 片N个 串 联 60片 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 11Corporate Presentation15-Mar-19 切 片 叠 片 组 件 二 极 管 选 择- 从 热 斑 安 全 角 度 考 虑 来 看 ， 因 为 只 有 负 载 小 于 二 极 管 启 动 点 对 应 负 载 ， 二 极 管 才 会 旁 路 ， 没 有 旁 路 时 ， 热 斑 是一 直 存 在 的 ， 但 是 最 恶 劣 的 情 况 认 证 时 已 经 验 证 过 ， 理 论 上 有 二 极 管 二 极 管 质 量 有 保 证 则 没 有 风 险 ， 该 热 斑效 应 可 以 通 过 日 常 运 维 发 现 排 除 。- 从 功 率 损 失 角 度 来 看 ， 有 遮 挡 时 ， 二 极 管 启 动 造 成 旁 路 功 率 损 失 ， 多 个 二 极 管 有 利 于 减 少 损 失 比 例- 从 二 极 管 规 格 来 看 ， 叠 片 组 件 电 流 偏 小 ， 一 个 二 极 管 能 够 保 护 的 电 池 片 串 联 数 量 理 论 上 可 以 增 大 到 23 （ 1个 电池 片 的 切 片 数 量 ） ， 按 照 下 图 ， 理 论 上 只 需 要 1个 二 极 管 。 但 是 因 为 串 联 电 压 变 大 1/5切 片 可 以 达 到 原 来 的 5倍 ，为 了 降 低 二 极 管 的 漏 电 流 ， 需 要 关 注 二 极 管 在 该 反 偏 电 压 的 电 流 规 格1/5 切 片 1/5 切 片N个 串 联 60片 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 12Corporate Presentation15-Mar-19 案 例 叠 片 组 件 二 极 管 选 择 （ 系 统 实 际 测 试 数 据 ）同 样 电 路 ， 选 择 组 件 A串 ， 在 A串 上 分 别 遮 挡1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、 34片 （ 片 数 ） 。 -113579-5515253545 无 遮 挡 遮 1片 遮 2片 遮 3片 遮 4片 遮 5片 遮 6片 遮 7片 遮 8片 遮 34片电压（V） 组 件 接 入 系 统 后通 过 二 极 管 电 流 、 组 串 工 作 电 流 、 组 件 工 作 电 压组 件 工 作 电压遮 挡 大 于 两 片 后 组 件 工 作 电 压 反 偏 ， 二 极 管 电 流 有 所增 加遮 盖 其 中 一 串遮 盖 到 1片 时 ， 该 串 仍 然 有 一 定 输 出 电 压 ， BD未 启 动遮 盖 到 2片 时 ， 该 串 没 有 输 出 电 压 ， BD启 动 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 13Corporate Presentation15-Mar-19 案 例 叠 片 组 件 二 极 管 选 择 （ 系 统 实 际 测 试 数 据 ）遮 盖 其 中 一 串 遮 盖 到 1片 时 ， 半 片 反 向 电 流 比 较 大 ， 两 块 组 件 串 联 ， IV曲 线 如 b， Pmax点 为 A点 ，MPPT选 择 该 点 对 应 负 载 比 BD启 动 点 要 大 ， BD未 启 动遮 盖 到 2片 时 ， 2个 半 片 反 向 电 流 很 小 ， 两 块 组 件 串 联 ， IV曲 线 如 a， Pmax点 为 B点 ， MPPT选 择 该 点 对 应 负 载 比 BD启 动 点 要 小 ， BD启 动 A Pmax whenshanding 1 cellB Pmax whenshanding 2 cells 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 14Corporate Presentation15-Mar-19 案 例 叠 片 组 件 二 极 管 选 择 （ 系 统 实 际 测 试 数 据 ）遮 挡 整 串 ， 依 次 增 加 串 数 ， 直 至 遮 挡 整 个 组 件 。 遮 挡 其 中 一 串 时 ， 二 极 管 启 动 ， 整 片 组 件 功 率 损 失 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 15Corporate Presentation15-Mar-19 案 例 叠 片 组 件 二 极 管 选 择 （ 系 统 实 际 测 试 数 据 ）现 象 1- 遮 档 一 串 中 1片 电 池 ， 二 极 管 未 导 通- 遮 盖 同 一 串 2片 电 池 ， 二 极 管 导 通结 论 1此 种 现 象 针 对 部 分 遮 盖 ， 例 如 鸟 粪 ， 树 叶 ， 这 种 时 候 遮 盖 到 2片 几 率 很 低 ， 1个 二 极 管 和 多 个 二 极 管 的 效 果 是一 样 的 ， 选 择 1个 二 极 管 即 可现 象 2- 遮 档 多 串 1片 电 池 ， 二 极 管 导 通结 论 2此 种 现 象 针 对 大 面 积 遮 盖 ， 例 如 周 边 有 树 木 ， 烟 囱 ， 或 者 组 件 底 部 灰 尘 积 累 严 重 ， 并 且 同 一 组 串 只 有 部 分 组件 受 到 遮 挡 多 个 二 极 管 可 以 减 少 功 率 损 失 比 例 结 论 如 果 能 够 提 前 避 免 组 件 周 边 大 面 积 遮 盖 影 响 ， 及 时 清 洗 组 件 底 部 灰 尘 ， 针 对 此 案 例 建 议 选 择 1个 二 极 管 热 斑 问 题 讨 论 TV SD AG Slide 16Corporate Presentation15-Mar-19 切 片 叠 片 组 件 如 何 减 少 热 斑 影 响- 提 高 切 片 质 量 ， 减 少 边 缘 缺 陷 造 成 的 热 斑 损 害- 优 化 二 极 管 数 量 ， 尽 量 避 免 热 斑 二 极 管 旁 路 带 来 的 功 率 损 失- 现 场 避 免 附 件 的 遮 挡 物 ， 及 时 清 洗 ， 避 免 底 部 灰 尘 积 累- 叠 片 组 件 需 要 特 别 注 意 导 电 胶 粘 接 效 果- 新 的 设 计 通 过 热 斑 测 试 来 进 行 验 证 ， 同 时 通 过 温 升 ， 反 向 电 流 测 试 来 验 证 电 池 缺 陷 ， 以 及 新 焊接 工 艺 对 组 件 温 度 的 影 响 TV SD AG Slide 17Corporate Presentation15-Mar-19 Thanks for your attentionsPlease contact with us薄 祥 喜Tel 86 185 0156 6208Email david.botuv-sud.cn