光伏系统中，太阳能电池组件正、负极接地问题探讨

wzl19840623

各位好，关于光伏发电系统设计过程中，有几点意见想和大家分享，希望大家能够在这里踊跃讨论，来发表各自的见解。情况如下：
一、晶硅电池极化效应：通过 PV 发电机的正极接地来防范
在背接触模块（例如电池型号为 SunPower A-300 的模块）的工作过程中，我们发现模块效率下降的速度越来越快。
原因分析：
除了来自光线的光子，光伏效应还需要可以可隔离正负极载流子并阻止它们立即结合的电场。如果太阳能电池片的两个端子位于同一侧（背接触电池就是这种情况），则电场的结构就会比标准电池更加复杂。 如果运行电压过高 (>20V)，则电池表面会产生静电荷。 这会提高载流子的
再结合率，从而降低效率。这种所谓的极化效应具有可逆性。 只要 EVA 箔上的负电荷消除，效率也会“ 恢复”。

应对措施：
• 使用电气隔离逆变器并通过 SMA 接地装置（分类号：ESHV-P-NR）将正极发电机端子接地，可从一开始就避免极化效应。
• 如果发电机没有接地，则可在受损模块上暂时施加一个较高的负电压来使电池恢复到初始状态或恢复其效率。 正确的再生方法应与模块制造商商定。 但是，模块再生并不能阻止这种现象的再次出现。 只有正极接地对此有帮助。

二、TCO 侵蚀：通过 PV 发电机的负极接地来防范
运行相对很短一段时间之后，发现一些薄膜模块发生了所谓的 TCO （透明导电氧化物）层损坏。 玻璃盖内侧的此导电层一旦受损便无法修复，还会引起极大的功率损失。

原因分析：
佛罗里达太阳能中心 (FSEC) 自 2000 年以来一直在对 TCO 腐蚀的原因进行研究。 研究结果显示，TCO 腐蚀主要发生于利用覆盖工艺制备的带有 a-Si 电池和 CdTe 电池的模块。 在上述生产过程中，模块的单层表面是玻璃盖结构。由于玻璃盖内含约 15% 的钠物质，因此钠和水的反应导致 TCO 腐蚀。 在此情况下，模块的边缘上会形成裂纹，这些裂纹可以贯穿整个电池结构，从而使模块发生永久性损坏。

但在实际应用中，我发现很少有设计院在设计的时候，对太阳能电池组件的正、负极进行接地（包括晶硅和薄膜），不知道这种设计是否合理，或者是现在的太阳能电池工艺已经不需要再进行正、负极接地了，所以还请各位各抒已见，能够解消我的这方面疑虑。

另外，关于“光伏系统中，原电力降压变压器能否做升压用”，还请大家多参与，多多讨论。
希望大家能够在这里学习到、解决掉自己在光伏应用方面的各个疑虑，欢迎讨论！

wangshuhuan

膜拜！学习了

罗宇飞

你是从组件的角度来分析，得出的结论是，光伏组件的正极或者负极接地可以减少发电量损失。现在的非晶硅组件是通过逆变器来接地的。晶硅的一般没接地。造成发电量损失的可能原因是多样的，而且发生的概率也不确定，一旦某个电极接地，有可能会引起其他的问题。所以我觉得要想知道现在的设计方法是否合理，还得对现有的电站做研究。分析造成电站发电量损失的原因是什么，概率有多少，然后再针对问题提出解决方案。从光伏组件的角度来分析是不够的，得从电站的角度来分析。

光伏石头

PV Panel方面我不是很专业，期待大家专业的讨论，我会酌情给大家加分的，谢谢！

wzl19840623

luoyufei_2004 发表于 2014-4-24 17:22
你是从组件的角度来分析，得出的结论是，光伏组件的正极或者负极接地可以减少发电量损失。现在的非晶硅组件 ...

其实不管是从电站的角度还是从组件的角度，分析的最终目的都是一样的，即如何提高发电量。
我对薄膜了解的偏多些，所以我先从薄膜说起。
关于薄膜电池，首先有一点是大家毋庸置疑的，那就是薄膜电池必须用带隔离变的逆变器的，其实他的作用是实现薄膜组件的负极接地功能，防止其TCO膜腐蚀老化，降低了其发电量及电池组件的使用寿命。
至于晶硅电池组件正极接地，我暂时无法理解，还请各位给予指教。
至于本文我想说的也是，为什么现在的电站设计的时候晶硅组件和薄膜组件很多都不接地。而不是因为影响电站发电量而归结到不接地问题。
不知道我说的清楚否，欢迎多讨论、多发言。
支持发言者！

danielbass

说的两种，第一种是晶硅组件PID接地，第二种是薄膜组件接地。其实在真实接地的时候，还需要考虑接地连续性、接地点选择，以及工频接地与防雷接地之间的联系。有时候采用夜间放电也是不错的

wzl19840623

danielbass 发表于 2014-4-25 11:51
说的两种，第一种是晶硅组件PID接地，第二种是薄膜组件接地。其实在真实接地的时候，还需要考虑接地连续性 ...

是的  是分这两种。
不知道您这里有没有关于两种电池接地的相关案例照片或是设计图纸，可以拿出来大家一起讨论
另外，关于夜间放电一说，如何实现，还请多描述描述
欢迎来这里参加讨论！

danielbass

wzl19840623 发表于 2014-4-25 12:02
是的  是分这两种。
不知道您这里有没有关于两种电池接地的相关案例照片或是设计图纸，可以拿出来大家一 ...

只是听说有些地方是这样做的，因为您说的这两种是很多文献里面都有的，但是在现场设计的时候，光伏电站基本都是三相的，分布式的话我觉得应该更多的考虑与配电网的TT、TN以及IT接地的方式。

edwinjsh

现在晶硅组件功能性负极接地的很少，功能性负极接地主要是解决LID损失，一般LID损失是2%左右。LID在高电压高温高湿情况下发生频率比较高，所以欧美开始流行功能性负极接地。但是功能性负极接地会导致后端变压器的保护比较复杂。
参考这篇文章： http://magazine.solarbe.com/201312/03/1176.html

你如果再看组件的performance guanrantee你就能看见大多数第一年是只保障97%的。

huleizhen

有没有大侠能详细分析一下正负偏压的成因？