[发明专利]一种光伏发电系统

说明书

本发明公开了一种光伏发电系统，包括至少两组光伏组串，当对光伏组串进行活化时，将光伏组串两两反向并联，并在各反向并联后的光伏组串两端施加衰减的正弦交流电电压；或至少包括一组中点接地的光伏组串，当对光伏组串进行活化时，将光伏组串两端连接，并在光伏组串的一端和接地端之间施加衰减的正弦交流电电压；由于正弦波为单一频率，谐波成分少，空中辐射也少，对环境很友好，从而使得该光伏发电系统中的光伏组串寿命得到延长，且对环境的辐射小；由于光伏组串两两反向并联，因此能使得活化输入的正弦交流电能得以充分利用，从而能减少活化需要的时间和能量消耗。

技术领域

本发明涉及用于光伏发电系统，特别涉及对老化的光伏组串进行活化处理的光伏发电系统。

背景技术

随着化石能源的枯竭预期和其带来的环境污染，可再生清洁能源的研究和应用被全球各国高度重视，其中风力发电和光伏发电技术成为主要的研究热点，光伏发电是太阳能发电的简称。我国光伏发电的开发和研究起步于20世纪70年代，90年代进入稳定发展时期，21世纪开始注重太阳能光伏发电的研究，2000年，我国的光伏技术已经步入大规模的并网发电阶段。

在光伏发电领域，2005年美国SunPower公司首次发现并提出了PID效应，英文全称为：Potential Induced Degradation，即电势诱导衰减。SunPower发现PID效应时提出：光伏组件串联后可形成较高的系统电压(美国为代表的600V，欧洲为代表的1000V)，组件长期在高电压工作，在盖板玻璃、封装材料、边框之间存在漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池片表面的钝化效果恶化，导致填充因子(FF)、短路电流(Isc)、开路电压(Voc)降低，使组件性能低于设计标准。SunPower称此现象为表面极化效应，但此衰减是可逆的。自此，光伏界的工程技术人员开始关注PID的研究和讨论。

2012年开始，PID引起的组件质量问题在光伏电站中大量出现，PID现象由此走入公众视野。同年12月，美国独立光伏组件测试实验室PV Evolution Labs(PVEL)率先对五家国际一级组件制造商进行了PID测试，上述企业包括中国英利绿色能源、晶澳太阳能、天合光能、日本京瓷和德国Solarworld。

此后，越来越多光伏组件制造商增强了对PID的重视，截至2015年第二季度，日本松下、阿特斯、晋能、昱辉阳光、韩华、中盛光电等国内外主流光伏制造商先后宣布其组件通过了第三方PID测试。

据第三方检测机构的介绍，PID指的是当太阳能组件与地面形成高强度负电压，其所形成的电位差除了会导致太阳能电池或模组造成损害外，还会引起发电效率衰减的问题。

PID可影响整个系统的发电能力和总输出功率，严重者将直接减少光伏电站投资收益率，近年来已经成为国际买家投诉国内组件质量的痛点之一。

现有技术减缓或避免PID效应的方法主要如下：

1、组件接地

如果给组件施加负偏压(电池片电压相对边框为负值)，则可以把上述积累的负电荷排出到地面上，电池性能得到恢复，这就是电池性能可恢复的极化效应。

基于上述分析，在组件进行串联使用时，为了避免极化效应，SunPower提出N型前表面太阳电池的组件采取正极接地，P型前表面电池的组件采用负极接地。

2、增强组件的绝缘和防水性能，减小漏电流

例如采用稳定性能更好的封装材料，不使用金属边框，增加电池的体电阻，改进钝化膜的厚度和特性，在器件中增加阻挡层等。

3、杜绝离子产生的源头

采用石英玻璃，低钠玻璃等。

4、降低组串电压

小规模项目可考虑使用微型逆变器，降低组串电压。这也是特斯拉公司主张以家庭为单位的微网光伏系统的原因。