光伏组件热斑效应.

七、太阳能电池组件的“热斑 效应”
• 在一定的条件下，一串联支路中被遮藏的 太阳能电池组件将被当作负载消耗其他被 光照的太阳能电池组件所产生的能量，被 遮挡的太阳能电池组件此时将会发热，这 就是“热斑效应”。 • 这种效应会严重地破坏太阳能电组件。有 光照的电池组件所产生的部分能量或所有 能量，都可能被遮蔽的组件所消耗。
• 为防止太阳能电池组 件由于热斑效应而被 破坏，需要在太阳能 电池组件的正负极间 并联一个旁路二极管， 以避免串联回路中光 照组件所产生的能量 披遮蔽的组件所消耗。 • 同样，对于每一个并 联支路，需要串接一 只二极管，以避免并 联回路中光照组什所 产生的能量被遮蔽的 组件所吸收，串接二 极管在独立光伏发电 系统中可同时起到防 止蓄电池在夜间反充 电的功能。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
• 受遮挡电池组件 定义为2号，用 曲线2表示；其 余电池组件台起 来定义为1号， 由曲线1表示； 两者的串联方阵 为组(G)，用曲 线G表示。
• 可以从a、b、c、d 四种工作状态进行 分析：
• (1)调整太阳能电池组的输出阻抗，使其上作在短 路（a点），此时电池组的工作电压为0，组短路 电流Isc等于电池组件1和电池组件2的短路电流之 和。 • (2)当调整阻抗使电池组工作在b点，电池组件1和 电池组件2都有正的功率 • (3)当电池组工作在c点，此时电池组件1仍然工作 在正功率输出，而受遮挡的电池组件2已经工作在 开路状态，没有功率输出，但也还没有成为功率的 接收体，还没有成为电池组件1的负载。 • (4)当电池组工作在开路状态（d点），此时电池组 件1仍然有正的功率输出，而电池组件2上的电流 已经反向，电池组件2成为电池组件1的负载，不 考虑回路中其他旁路电流的话，此时电池组件1的 功率全部加到了电池组件2 上，如果这种状态持续 时间很长或电池组件1的功率很大，也会在被遮挡 的电池组件2上造成热斑损伤。
• (5)应当注意到，从c点到d点的工作区间， 电池组件2都处于接收功率的状态。 • 并联电池组处于开路或接近开路状态在实 际工作中也有可能， • 脉宽调制控制器要求只有一个输入端，当 系统功率较大，太阳能电池组件会采用多 组并联，在蓄电池接近充满时，脉冲宽度 变窄，开关晶体管处于临近截止状态，太 阳能电池组件的工作点向开路方向移动， 如果没有在各并联支路上加装阻断二极管， 发生热斑效应的概率就会很大。
• 假定太阳能电池组件的串联回路中某一块被部分 遮挡，调节负载电阻R，可使太阳能电池组件的工 作状态由开路到短路。
• 从d、c、b、a四种工作状态进行分析： • (1)调整太阳能电池组的输出阻抗，使其工作在开路（d 点），此时工作电流为0，组开路电压UGd等于电池组件1 和电池组件2的开路电压之和。 • (2)当调整阻抗使电池组工作在c点，电池组件l郓电池组件2 都有正的功率输出。 • (3)当电池组工作在b点，此时电池组件1仍然工作在正功率 输出，而受遮挡的电池组件2已经工作在短路状态，没有 功率输出，但也还没有成为功率的接收体，还投有成为电 池组件1的负载。 • (4)当电弛组工作在短路状态（a点）．此时电池组件1仍然 有正的功率输出，而电池组件2上的电压已经反向，电池 组件2成为电池组件1的负载，不考虑回路中串联电阻的话， 此时电池组件l的功率全部加到了电池组件2 t， • 如果这种状态持续时间很长或电j组件1的功率很大，就会 在被遮挡的电池组件2上造成热斑损伤。
• (5)应当注意到，并不是仅在电池组处于短 路状态才会发生“热斑效应”，从b点到a点 的工作区间，电池组件2都处于接收功率的 状态，这在实际工作中会经常发生，如旁路 型控制器在蓄电池充满时将通过旁路开关将 太阳能电池组件短路，此时就很容易形成热 斑。
• 假定多组并联的太阳能电池组件其中一块被部分遮挡，调 节负载电阻R，可使这组太阳能电池组件的工作状态由开 路到短路。