1.1熱斑效應(yīng)和數(shù)學(xué)模型
熱斑效應(yīng)是指正常工作的電池組件在某一時(shí)刻,一個(gè)單體電池片被小的物體遮蓋。導(dǎo)致此單體電池所能產(chǎn)生的電流變小。電池組件中的單體電池片可以看成是一個(gè)具有類(lèi)似二極管的P-N結(jié)結(jié)構(gòu),具有反向雪崩擊穿現(xiàn)象,根據(jù)基爾霍夫電流與電壓定律,當(dāng)被遮擋的單體電池所能產(chǎn)生的電流小于電路的電流時(shí),該單體電池帶負(fù)壓,成為負(fù)載。并以發(fā)熱形式消耗其他單體電池片發(fā)出的能量。
圖1-1
IPH= I + Id +Ipa+ Ise (1-1)
式(1-1)所示在電池組件正常工作時(shí),光生電流IPH 被3個(gè)環(huán)節(jié)消耗了,一部分被負(fù)載消耗(I),一部分被內(nèi)阻消耗了(Ipa+Ise),一部分被等效二極管消耗掉了(Id)當(dāng)出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象時(shí),Ipa、Ise、 Id數(shù)值會(huì)變大,三者疊加到達(dá)一定值時(shí),單體電池片會(huì)被擊穿。熱斑效應(yīng)跟電池組件的生產(chǎn)工藝也有很大關(guān)系。由于生產(chǎn)水平的缺陷,往往會(huì)導(dǎo)致單體電池片的內(nèi)阻不均勻。內(nèi)阻不均勻的電池片極易產(chǎn)生熱斑現(xiàn)象。
熱斑效應(yīng)的危害非常大。輕則燒毀電池片,嚴(yán)重的會(huì)引起整片電池組件的燃燒并引起火災(zāi)。近幾年由熱斑效應(yīng)引起的電站火災(zāi)多有發(fā)生。分布式電站起火不但會(huì)導(dǎo)致財(cái)產(chǎn)損失,嚴(yán)重的會(huì)造成人員傷亡。這就要求電站管理方定期巡檢及時(shí)清潔,避免危險(xiǎn)產(chǎn)生。
圖1-2
圖1-3