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智能光伏接線盒解決困擾光伏行業(yè)的三大難題
日期:2016-06-20   [復制鏈接]
責任編輯:july07 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
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智能接線盒對光伏系統(tǒng)“木桶效應”和火災安全的改善
最近10年來,光伏發(fā)電產(chǎn)品在全球各地變的越來越普及,圍繞著光伏產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新層出不窮,這些創(chuàng)新措施推動了光伏發(fā)電系統(tǒng)不斷提高效率,降低成本,使光伏系統(tǒng)能更接地氣,更加靠近居民生活。

這些創(chuàng)新舉措中,光伏發(fā)電系統(tǒng)的智能化研發(fā)成為了全球技術(shù)創(chuàng)新的核心關(guān)注點之一。一些先行的光伏企業(yè)和研究機構(gòu)應用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),傳感器技術(shù),大數(shù)據(jù)分析等等將一個個孤立的光伏電站系統(tǒng)互聯(lián)起來,幫助投資人進行更加便捷的日常安全維護和投資收益分析決策。

構(gòu)成太陽能發(fā)電系統(tǒng)的核心—太陽能電池板,它承擔了接受光照并將光能轉(zhuǎn)化為電能的基本作用。然而具有諷刺意味的是。多年來大多數(shù)聲稱已安裝了智能性管理平臺的所謂的智能光伏發(fā)電站,在發(fā)電核心模塊(電池板)這一基礎(chǔ)層級面上,依然沒有看到任何“智能化”的痕跡。電池板被安裝人員簡單地串接在一起形成一個組串,幾個組串連接成光伏陣列,最終組成電站系統(tǒng)。

一切看起來都很正常,不是嗎?每一塊電池板(特性實際上是不一樣的)就像服從命令的士兵一樣被無條件、無差別地手拉手肩并肩地安排在哪怕它不適合的位置。這種安排有什么問題嗎?

第一,每塊光伏電池板的電壓并不高,只有幾十伏,但兩兩串聯(lián)起來電壓就高達1000V左右。當發(fā)電系統(tǒng)遭遇火災時,即便消防隊員可以將總線路回路開關(guān)斷開,但整個系統(tǒng)依然非常危險,因為關(guān)斷的只是回路中的電流,電池板因為被連接器互相連接著,系統(tǒng)對地的電壓依然是1000V,當沒有經(jīng)驗的消防隊員端起高壓水槍向這些高達1000V的發(fā)電板噴水滅火時,因為水是導電的,巨大的電壓差通過水柱直接加載到消防隊員身上,災難發(fā)生了。

第二,每一塊光伏板的輸出特征是不一致的,比如電流,電壓和最佳工作點。隨著光伏系統(tǒng)在戶外的長期使用和自然老化,這種不一致會越來越明顯。而串聯(lián)發(fā)電的特征符合“木桶效應”。也就是說:一串電池板總發(fā)電量的大小更多地取決于組串中最弱的電池板的輸出特性,所以拯救這個“弱者”,使這個“弱者”不拖“團隊”的后腿就變的非常重要。

第三,太陽能電池板最怕的是陰影遮擋(這些遮擋因素常常是樹蔭,鳥糞,灰塵,煙囪,異物等等),所以一般會安裝在陽光充足的地方,但是在分布式屋頂發(fā)電系統(tǒng)中,業(yè)主常常為了考慮整體房屋、院落建筑結(jié)構(gòu)的美觀和協(xié)調(diào),會將電池板均勻地鋪設(shè)在整個屋頂上,盡管這些屋頂?shù)哪承┎课粫痍幱罢趽?,有些時候,業(yè)主并不是十分了解陰影遮擋對電板的嚴重影響和危害,調(diào)查中發(fā)現(xiàn),他們常常會說:“那沒什么,它只是一個陰影”。而實際情況卻不容樂觀,因為電池板被陰影遮擋時會誘發(fā)了電池板背后的接線盒內(nèi)的旁路保護元件(通常是二極管)的啟動,電池串中高達9A左右的直流電流會瞬間加載到旁路器件上,使的接線盒內(nèi)將產(chǎn)生100多度的高溫,這種高溫短期內(nèi)對電池板和接線盒均影響甚微,但如果陰影影響不消除而長期存在的話,將嚴重影響到接線盒和電池板的使用壽命。

更要命的是,有一些陰影屬于高頻率反復遮擋(比如家庭光伏屋頂前的樹枝會隨著風的吹動,反復遮擋電池板,執(zhí)行一個:遮擋~挪開~遮擋的循環(huán)。這個高頻率交變的遮擋使的旁路器件處于一種:斷開——導通——斷開的循環(huán)中)。二極管被大功率電流導通加熱,然后瞬間又翻轉(zhuǎn)偏置,撤消電流而增加反向電壓,這樣反復的循環(huán),二極管的使用壽命大大降低。一旦接線盒內(nèi)二極管燒毀,整個電池板的系統(tǒng)輸出就失效了。
 
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來源:pv-tech作者:侯彥剛
 
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