光伏組件作為整個(gè)光伏系統(tǒng)中成本最高的部分，組件的故障直接影響到整個(gè)項(xiàng)目周期的發(fā)電收益。組件故障中破碎、隱裂、熱斑等情況是不可逆的，但組件的PID現(xiàn)象是一種影響發(fā)電效率同時(shí)可以預(yù)防和修復(fù)的故障。

1、PID效應(yīng)

組件PID效應(yīng)是電池組件長期在直流側(cè)系統(tǒng)的高電壓作用下，導(dǎo)致玻璃、封裝材料之間出現(xiàn)漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，使得電池表面的鈍化效果惡化，電池組件的填充因子、開路電壓、短路電流減少，導(dǎo)致組件性能衰減，極端情況下，PID效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致組件50%以上的功率損失，影響整個(gè)組串功率輸出。

2、PID效應(yīng)產(chǎn)生的原因

引起組件PID效應(yīng)的外部原因主要是與環(huán)境的濕度、溫度、酸堿性和離子污染程度及安裝施工時(shí)的工藝等有關(guān)；內(nèi)部原因主要與組件的系統(tǒng)電壓、封裝材料、電池制造工藝有關(guān)。

導(dǎo)致組件PID的外部因素主要與項(xiàng)目建設(shè)的環(huán)境有關(guān)，在高溫、高濕環(huán)境下，水蒸氣進(jìn)入組件，增加了組件封裝材料的導(dǎo)電率，引起組件漏電流從而產(chǎn)生PID效應(yīng)；在酸堿和離子污染的環(huán)境下，組件玻璃和邊框等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，引起離子析出，同樣增大了封裝材料的導(dǎo)電率引起漏電流發(fā)生；在組件搬運(yùn)、安裝及運(yùn)維過程中影響組件的封裝材料與組件玻璃的緊密結(jié)合的因素也是產(chǎn)生PID效應(yīng)的原因。

在導(dǎo)致組件PID效應(yīng)的內(nèi)部因素中，組件的EVA（乙烯—醋酸乙烯酯共聚物）封裝材料無法完全阻隔水蒸氣且容易遇水分解產(chǎn)生游離的離子引起PID效應(yīng)，對比于EVA材料POE（乙烯一辛烯共聚物）封裝材料的水汽阻隔及抗老化性能更加穩(wěn)定，POE材料的水汽透過率僅為EVA材料的1/8，但成本遠(yuǎn)高于EVA材料；在電池片生產(chǎn)制造過程中，電池片摻雜的不均勻?qū)е码姵仄娮璨痪鶆颍瑢?dǎo)致PID效應(yīng)；對比于微型逆變器，為匹配組串式逆變器1000V以上的系統(tǒng)電壓，更高的電勢差更容易引起PID效應(yīng)。

從組件PID效應(yīng)產(chǎn)生的內(nèi)、外原因可以看出PID效應(yīng)是可以從組件生產(chǎn)、安裝、光伏系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)防和可逆修復(fù)的。可以從原材料選擇方面選用透水率更低的封裝材料；從電池片工藝方面選擇更先進(jìn)的鑄棒、拉棒、切片和貼片技術(shù)，減少摻雜；施工安裝中，選擇合適、可靠的接地方式都可以起到預(yù)防PID的作用。

3、逆變器PID效應(yīng)的解決方案

逆變器作為光伏系統(tǒng)中核心發(fā)電設(shè)備，從電氣系統(tǒng)方面同樣能對組件PID效應(yīng)進(jìn)行有效的預(yù)防及修復(fù)。

在系統(tǒng)方面逆變器的接地方式和組件在陣列中的位置，決定了電池片和組件受到正偏壓或者負(fù)偏壓。如果整列中間一塊組件和逆變器負(fù)極輸出端之間的所有組件處于負(fù)偏壓下，則越靠近輸出端組件的PID效應(yīng)越明顯；而在中間一塊組件和逆變器正極輸出端中間的所有組件處于正偏壓下，PID效應(yīng)不明顯。

（1）逆變器對組件PID的預(yù)防

固德威逆變器采用交流電壓等效的直流電位提升的方案，逆變器內(nèi)置防PID的模塊，通過對三相交流電壓的等效直流電位的抬升，對PV-與PE之間的電壓差進(jìn)行補(bǔ)償，在三相交流電壓等效的直流電位與PE之間增加一個(gè)正向的偏壓，由于負(fù)極對直流側(cè)中性點(diǎn)的電壓為光伏組串電壓輸出的一半，因此，當(dāng)三相交流等效的直流電位與PE之間增加的正向偏壓大于1/2Udc時(shí)，即可將PV-與PE之間的電位提升至0V以上。

固德威對PID的預(yù)防是全時(shí)段預(yù)防，預(yù)防啟動(dòng)期間可后臺(tái)顯示預(yù)防工作信號，同時(shí)也能通過軟件關(guān)斷PID預(yù)防功能。

（2）逆變器對組件PID的修復(fù)

固德威PID修復(fù)方案采用加正向偏置電壓方案，逆變器內(nèi)置防PID的模塊，該模塊在逆變器在夜間不工作的時(shí)候，從逆變器內(nèi)部交流側(cè)獲取的交流電轉(zhuǎn)換成等效的高壓直流電，在PV-對PE間產(chǎn)生一個(gè)約800V的正向電壓，這樣可將PV電池片中的雜質(zhì)電子流回玻璃面板，從而修復(fù)組件的PID效應(yīng)。

固德威PID修復(fù)方案當(dāng)檢測到組串電壓低于50V時(shí)啟動(dòng)內(nèi)置的PID修復(fù)模塊，逆變器正常工作時(shí)，PID模塊停止工作以降低整個(gè)系統(tǒng)的損耗。PID修復(fù)模塊功能無法軟件關(guān)斷，但具備相應(yīng)的過壓、過流保護(hù)裝置，當(dāng)檢測到對地絕緣、過壓、過流時(shí)逆變器關(guān)斷組串輸出。

4、PID效應(yīng)預(yù)防與修復(fù)的選擇

由于組件PID效應(yīng)主要是受環(huán)境因素影響，在選擇PID預(yù)防與修復(fù)的功能時(shí)應(yīng)考慮項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)環(huán)境條件。預(yù)防與修復(fù)的選用建議如下所示：

5、總結(jié)

在光伏系統(tǒng)整個(gè)生命周期內(nèi)，重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)目建設(shè)成本、系統(tǒng)運(yùn)行安全及發(fā)電收益，在目前平價(jià)上網(wǎng)與退補(bǔ)的趨勢下，如何保證電站收益是每個(gè)建設(shè)方需要面對的問題。對于系統(tǒng)明顯的故障，只要加強(qiáng)生產(chǎn)管理與提高運(yùn)維水平都可以解決，但像PID效應(yīng)這類隱形的故障，需要在組件生產(chǎn)方面、施工安裝環(huán)境、系統(tǒng)選型配置等方面都要全面考慮PID的預(yù)防及修復(fù)問題才能及時(shí)止損，保障光伏電站的健康運(yùn)行。