1.1熱斑效應(yīng)和數(shù)學(xué)模型
熱斑效應(yīng)是指正常工作的電池組件在某一時刻,一個單體電池片被小的物體遮蓋。導(dǎo)致此單體電池所能產(chǎn)生的電流變小。電池組件中的單體電池片可以看成是一個具有類似二極管的P-N結(jié)結(jié)構(gòu),具有反向雪崩擊穿現(xiàn)象,根據(jù)基爾霍夫電流與電壓定律,當被遮擋的單體電池所能產(chǎn)生的電流小于電路的電流時,該單體電池帶負壓,成為負載。并以發(fā)熱形式消耗其他單體電池片發(fā)出的能量。
圖1-1
IPH= I + Id +Ipa+ Ise (1-1)
式(1-1)所示在電池組件正常工作時,光生電流IPH 被3個環(huán)節(jié)消耗了,一部分被負載消耗(I),一部分被內(nèi)阻消耗了(Ipa+Ise),一部分被等效二極管消耗掉了(Id)當出現(xiàn)熱斑現(xiàn)象時,Ipa、Ise、 Id數(shù)值會變大,三者疊加到達一定值時,單體電池片會被擊穿。熱斑效應(yīng)跟電池組件的生產(chǎn)工藝也有很大關(guān)系。由于生產(chǎn)水平的缺陷,往往會導(dǎo)致單體電池片的內(nèi)阻不均勻。內(nèi)阻不均勻的電池片極易產(chǎn)生熱斑現(xiàn)象。
熱斑效應(yīng)的危害非常大。輕則燒毀電池片,嚴重的會引起整片電池組件的燃燒并引起火災(zāi)。近幾年由熱斑效應(yīng)引起的電站火災(zāi)多有發(fā)生。分布式電站起火不但會導(dǎo)致財產(chǎn)損失,嚴重的會造成人員傷亡。這就要求電站管理方定期巡檢及時清潔,避免危險產(chǎn)生。
圖1-2
圖1-3