大功率组件应用加速,如何有效解决大组件热斑问题?

  • 2020年07月22日
  • 作者: 肖蓓
    肖蓓

    肖蓓

    大中华区高级编辑,Solar Media Limited 旗下 PV-Tech China

    肖蓓于2012年2月加入PV-Tech,担任驻大中华区编辑。肖蓓毕业于湖南商学院,并获得了传媒广告专业文学学士学位。曾就职于中国家族传媒集团《家族商业评论》,2010年加入大美国际资讯《光伏信息》报,先后负责中国华南、华东片区的新闻报道工作,多次策划并报道行业热点新闻,两年期间发表10多篇光伏产业新闻专题及30多篇深度新闻专题,共计逾25万字。其精华新闻报道收录于其个人博客,截至目前已受到业内近万人点击交流。在此期间,肖蓓走访了广东、湖南、成都、湖北、江苏、上海、陕西等地60多家光伏企业,涉及多晶硅、太阳能电池、组件、系统集成、设备、认证等领域,同时与广东、湖南、上海太阳能协会及科研院所专家保持着友好交流。肖蓓关注太阳能行业的新闻与未来走向,看好光伏产业并打算长期关注其发展。

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图1,热斑效应

图1,热斑效应

图2,被热斑烧坏的组件图

图2,被热斑烧坏的组件图

图3,遮挡下无温升“无热斑”功能

图3,遮挡下无温升“无热斑”功能

图4,数明智能 |无热斑且更高发电量

图4,数明智能 |无热斑且更高发电量

图5,智能组件无热斑功能示意图

图5,智能组件无热斑功能示意图

图6,常规组件热斑时表现

图6,常规组件热斑时表现

光伏技术“超预期”发展,Bigger than Big成为2020年光伏行业发展的主旋律,伴随着182 、210等大尺寸产品的发力,大功率组件应用加速。

大功率组件产品的优势显而易见,但也面临一定问题如热斑、切片损失、运输、裂片、支架及逆变器兼容等,要寻找全成本中的最优平衡及解决方案,需要全产业链的共同努力与合作。

其中,大电流带来的“热斑问题”比较明显,轻则影响发电量,重则引起组件损坏,甚至引燃易燃物引起火灾。

什么是热斑效应?

在光伏电站运行的全生命周期内,无法避免鸟粪、树叶,枯草等遮挡,被遮挡的电池片将被当作负载消耗其他未被遮挡的电池片所产生的能量,此时被遮挡的电池片会升温,形成热斑,这就是热斑效应(见图1)。

热斑效应的危害——热斑影响光伏系统的发电效率,降低发电量。高阻反偏状态的电池片持续温升发热,还会对光伏组件造成不可恢复的永久性损伤,甚至烧毁光伏组件。更为严重时,当温度达到100℃以上,还有可能引起火灾。

如何有效解决热斑问题?数明半导体依托高压、大电流、高转换效率及超低功耗等技术专长,自主开发了应用于光伏组件的智能优化芯片,该公司推出的SLM6120智能光伏解决方案集成了优化、限压长串、无热斑三项功能。

对比实验表明,常规组件的电池片被遮挡时,被遮挡处的温度会从45℃飙升到102℃,此时遮盖物如果是树叶或枯草等易燃物,轻则影响发电量,重则引起组件损坏(见图2)。数明表示,使用我们的智能光伏方案的组件在相同情况下,被遮挡电池片的温度仅从45℃微升到48℃。

据了解,智能组件每个发电子串,均以“最舒适”的状态将能量输入智能PCB板;通过PCB板升流降压后输出能量传递至总线后串接传输给逆变器。所以,仅被遮挡子串的另外23片电池片给被遮挡电池片供能量;而不是全部组件的能量流经被遮挡处,使其发热。

常规组件中电池片被遮挡时,全部组件的约1200片电池片能量流经被遮挡处,使其发热;最终引起Bypass Diode导通后的双通路平衡。所以常规组件局部被遮挡时,会有高温热斑情况发生。

据介绍,数明半导体的方案具备遮挡下无温升、无热斑功能(见图3),可有效解决热斑问题。那么,SLM6120是如何实现无热斑功能?

数明表示,使用我们的智能光伏方案可将光伏组件升级为具有主动预防功能的安全组件,更安全、更可靠(原理见图4-6),同时可实现优化和限压长串;安全关断和数据采集监控功能的产品也将在今年9月份发布。

(责任编辑:肖蓓)

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