深层次防止太阳电池组件热斑现象
太阳电池组件的热斑现象,实质是太阳电池被遮挡时,端电压被反偏,状态类似于测量暗光下的反向电流,从外电路施加了反向电压,使得太阳电池内部的二极管处于正向导通状态,这时就会有电流从太阳电池流过,行业上称为反向电流。
简单地讲,一块36片电池串联而成的太阳电池组件,额定工作电流为5A,其反向导通电压(即二极管的正向导通电压)为18V,所能承受的反向电流为20A(需要测定);太阳电池组件的正向开路电压为21V,假定2块组件并联,其中1块被遮挡,在标准日照下另一块组件对其注入的反向电流大约仅有2A(需要测定),则无保护条件下可以并联的组件数量最多为10块。
越来越多的光伏组件供应商开始在数据清单中标注这一参数。对于小型或中型电站,这一参数没有什么意义。 大多数供应商认为 IEC 61215中 10.3节的绝缘电阻测试已经足够了,但是对于大型光伏电站来说是不够的。
对于没有安装组串保险或阻断二极管的组串,RCA的数值将决定组串的数量!
如果安装组串保险,则使得系统变得更复杂。
新标准 EN IEC 50380中 3.6.2 节明确规定组件必须标注反向电流能力(RCA)的数值。
反向电流能力的数值越高,没有保险的组串的并联数也就可以越大。当每个组串被遮挡时, 不会由于热斑而损坏。
对于并联组串,组串的并联数不应当超过其反向电流承受值的60%。
例如:组件的反向电流能力(RCA) = 25A
组件的短路电流 = 6 A
组串的并联数=4 (= RCA 100%)
正确的组串数 = 3 (= RCA 72%),
大约28%安全系数。
IEC61730-2 "光伏组件安全性鉴定" 第二部分:试验要求
10.9 反向电流过载试验
10.9.1 目的
光伏组件在一个电绝缘系统中,也包含着电导性材料。在反向电流的作用下,在系统安装的过电流保护器起作用之前,组件中的电池片和栅线结构就会因电流流过而发热。这个试验就是为了确定在这种情况下引起火灾的风险可接受性。