發(fā)布時(shí)間：2022-02-13 11:42

　　近年,在光伏發(fā)電系統(tǒng)中出現(xiàn)了一種伴有超高溫特征的新型熱斑現(xiàn)象。這種熱斑現(xiàn)象不僅會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成發(fā)電組件老化加速等不可逆的損害,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)引發(fā)火災(zāi)。經(jīng)過診斷發(fā)現(xiàn),這種熱斑往往出現(xiàn)在被陰影覆蓋且含有結(jié)晶缺陷的發(fā)電組件中。在已知的所有結(jié)晶缺陷中,特別是含有裂紋、PN結(jié)接觸以及電池邊緣接觸等缺陷的區(qū)域在外部陰影遮蓋下,會(huì)呈現(xiàn)歐姆反向特性。從電氣特性來看,在含有上述結(jié)晶缺陷的區(qū)域存在更利于電流流通的等效路徑,即存在等效低電阻。因此,為了確保光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全運(yùn)行,本研究主要以低電阻結(jié)晶缺陷熱斑的在線診斷與抑制為主要目標(biāo),以便及時(shí)地排除熱斑現(xiàn)象。首先,為了理解低電阻結(jié)晶缺陷熱斑的形成機(jī)理,本研究通過建立含有結(jié)晶缺陷單元的等效模型,并借助不同單元PN結(jié)的反向特性曲線說明了由低電阻結(jié)晶缺陷引起的等效低電阻在陰影條件下的分流作用。此外,通過光伏組件串的等效電路圖,詳細(xì)地分析了在傳統(tǒng)最大功率跟蹤算法P&O的控制下,發(fā)電系統(tǒng)的三種工作模式（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）以及在發(fā)電過程中熱斑的形成條件。并利用仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)M了在不同外部陰影條件下所產(chǎn)生的熱斑發(fā)熱功率分布特性。其次,從仿真結(jié)果可知,在陰影條件下,發(fā)熱功率分布... 

【文章來源】：揚(yáng)州大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－３全球風(fēng)能與光伏發(fā)電裝機(jī)量的發(fā)展趨勢(shì)Ｗ??

２０００?２００２?２０４?２００６?２００８?０１０?２１２?２０）４?２０１６?１Ｈ?２０１８??２００１?２００３?２００５?２００７?２００９?２０１１?２０１３?２０１５?２０１７??圖１－３全球風(fēng)能與光伏發(fā)電裝機(jī)量的發(fā)展趨勢(shì)Ｗ??圖１－３給出了全球知名的彭博新能源財(cái)經(jīng)分享的全球可再生能源（主要是風(fēng)能與光伏）??逐年的總裝機(jī)量。從圖中可以看出，截至２０１８年６月底，全球海岸風(fēng)能總裝機(jī)量達(dá)到了??５２３?［ＧＷ］，離岸風(fēng)機(jī)（如沙漠，高原）裝機(jī)量則到達(dá)１９?［ＧＷ］，并且每一年的增長(zhǎng)趨勢(shì)較??為穩(wěn)定。相比于風(fēng)力發(fā)電，目前的光伏的發(fā)展則稍遜一籌。同樣是截至２０１８年６月底，??全球光伏的總裝機(jī)量合計(jì)４７１?［ＧＷ］，其中大型公共發(fā)電所的裝機(jī)量達(dá)到了?３０７?［ＧＷ］，小??型發(fā)電場(chǎng)（如：家用光伏）的裝機(jī)量則達(dá)到了?１６４?［ＧＷ］。不同地是從２０１０年起，光伏發(fā)??電的總裝機(jī)量開始呈現(xiàn)非線性增長(zhǎng)趨勢(shì)，并且在未來幾年中很可能超過風(fēng)能總裝機(jī)，成為??主導(dǎo)的可再生能源。據(jù)相關(guān)報(bào)道提供的數(shù)據(jù)，２０１７年全球新增光伏的裝機(jī)量約１００丨ＧＷ］，??同比增長(zhǎng)４３％。２０１７年我國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)量５３?［ＧＷ］，同比增長(zhǎng)５４％。我國(guó)２０１７年??光伏新增裝機(jī)容量遠(yuǎn)超出前期的行業(yè)預(yù)估。更有預(yù)估，至２０２０年全球光伏新增裝機(jī)量將??達(dá)?１４０－１５０?［ＧＷ］。??１６０?４５％?ＴＱ?１６０％??

（ｂ）運(yùn)用中??圖１－５光電材料轉(zhuǎn)換效率Ｗ??圖１－５給出了目前在研究中或者己被運(yùn)用光電材料的轉(zhuǎn)換效率。據(jù)報(bào)道，在實(shí)驗(yàn)室中??測(cè)試得到的３－ＰＮ結(jié)構(gòu)的太陽電池的效率最為出色，從圖中可以看出，其最大效率接近４４％。??然而實(shí)際投產(chǎn)的光伏電池中的最大效率是圖（ｂ）中具有２８．８％的ＧａＡｓ。因?yàn)橄啾扔趥鹘y(tǒng)的??硅材料，使用ＧａＡｓ材料制作的電池的成本較高，所以其普及性遠(yuǎn)不及硅材料。目前來看，??硅材料在光伏組件中的運(yùn)用最為廣泛，綜合評(píng)價(jià)，使用頻率具體如下：多晶桂＞單晶硅＞薄??膜硅。但是，隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷的發(fā)展，近年來單晶硅的使用頻率也得到了大大地加強(qiáng)。??即使如此，較低的光電轉(zhuǎn)換效率直接成為了限制現(xiàn)階段光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)展的－？個(gè)短板。然??而，為了滿足光伏發(fā)電總裝機(jī)量日益增長(zhǎng)的需求，大量的光伏組件將被投入使用。在很多??發(fā)達(dá)國(guó)家，例如德國(guó)已經(jīng)完全取締了傳統(tǒng)的煤電，全面采用光伏發(fā)電等新興能源。這便使??得大范圍普及下的光伏組件的故障狀態(tài)也變得多樣化


本文編號(hào)：3623124