组件性能下降？抑制PID的方法来了！

光伏组件作为整个光伏系统中成本最高的部分，组件的故障直接影响到整个项目周期的发电收益。组件故障中破碎、隐裂、热斑等情况是不可逆的，但组件的PID现象是一种影响发电效率同时可以预防和修复的故障。

1、PID效应

组件PID效应是电池组件长期在直流侧系统的高电压作用下，导致玻璃、封装材料之间出现漏电流，大量电荷聚集在电池片表面，使得电池表面的钝化效果恶化，电池组件的填充因子、开路电压、短路电流减少，导致组件性能衰减，极端情况下，PID效应会导致组件50%以上的功率损失，影响整个组串功率输出。

2、PID效应产生的原因

引起组件PID效应的外部原因主要是与环境的湿度、温度、酸碱性和离子污染程度及安装施工时的工艺等有关；内部原因主要与组件的系统电压、封装材料、电池制造工艺有关。

导致组件PID的外部因素主要与项目建设的环境有关，在高温、高湿环境下，水蒸气进入组件，增加了组件封装材料的导电率，引起组件漏电流从而产生PID效应；在酸碱和离子污染的环境下，组件玻璃和边框等发生化学反应，引起离子析出，同样增大了封装材料的导电率引起漏电流发生；在组件搬运、安装及运维过程中影响组件的封装材料与组件玻璃的紧密结合的因素也是产生PID效应的原因。

在导致组件PID效应的内部因素中，组件的EVA（乙烯—醋酸乙烯酯共聚物）封装材料无法完全阻隔水蒸气且容易遇水分解产生游离的离子引起PID效应，对比于EVA材料POE（乙烯一辛烯共聚物）封装材料的水汽阻隔及抗老化性能更加稳定，POE材料的水汽透过率仅为EVA材料的1/8，但成本远高于EVA材料；在电池片生产制造过程中，电池片掺杂的不均匀导致电池片电阻不均匀，导致PID效应；对比于微型逆变器，为匹配组串式逆变器1000V以上的系统电压，更高的电势差更容易引起PID效应。

从组件PID效应产生的内、外原因可以看出PID效应是可以从组件生产、安装、光伏系统中进行预防和可逆修复的。可以从原材料选择方面选用透水率更低的封装材料；从电池片工艺方面选择更先进的铸棒、拉棒、切片和贴片技术，减少掺杂；施工安装中，选择合适、可靠的接地方式都可以起到预防PID的作用。

3、逆变器PID效应的解决方案

逆变器作为光伏系统中核心发电设备，从电气系统方面同样能对组件PID效应进行有效的预防及修复。

在系统方面逆变器的接地方式和组件在阵列中的位置，决定了电池片和组件受到正偏压或者负偏压。如果整列中间一块组件和逆变器负极输出端之间的所有组件处于负偏压下，则越靠近输出端组件的PID效应越明显；而在中间一块组件和逆变器正极输出端中间的所有组件处于正偏压下，PID效应不明显。

（1）逆变器对组件PID的预防

固德威逆变器采用交流电压等效的直流电位提升的方案，逆变器内置防PID的模块，通过对三相交流电压的等效直流电位的抬升，对PV-与PE之间的电压差进行补偿，在三相交流电压等效的直流电位与PE之间增加一个正向的偏压，由于负极对直流侧中性点的电压为光伏组串电压输出的一半，因此，当三相交流等效的直流电位与PE之间增加的正向偏压大于1/2Udc时，即可将PV-与PE之间的电位提升至0V以上。

固德威对PID的预防是全时段预防，预防启动期间可后台显示预防工作信号，同时也能通过软件关断PID预防功能。

（2）逆变器对组件PID的修复

固德威PID修复方案采用加正向偏置电压方案，逆变器内置防PID的模块，该模块在逆变器在夜间不工作的时候，从逆变器内部交流侧获取的交流电转换成等效的高压直流电，在PV-对PE间产生一个约800V的正向电压，这样可将PV电池片中的杂质电子流回玻璃面板，从而修复组件的PID效应。

固德威PID修复方案当检测到组串电压低于50V时启动内置的PID修复模块，逆变器正常工作时，PID模块停止工作以降低整个系统的损耗。PID修复模块功能无法软件关断，但具备相应的过压、过流保护装置，当检测到对地绝缘、过压、过流时逆变器关断组串输出。

4、PID效应预防与修复的选择

由于组件PID效应主要是受环境因素影响，在选择PID预防与修复的功能时应考虑项目实际建设环境条件。预防与修复的选用建议如下所示：

5、总结

在光伏系统整个生命周期内，重点关注项目建设成本、系统运行安全及发电收益，在目前平价上网与退补的趋势下，如何保证电站收益是每个建设方需要面对的问题。对于系统明显的故障，只要加强生产管理与提高运维水平都可以解决，但像PID效应这类隐形的故障，需要在组件生产方面、施工安装环境、系统选型配置等方面都要全面考虑PID的预防及修复问题才能及时止损，保障光伏电站的健康运行。