1.1熱斑效應和數學模型
熱斑效應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。導致此單體電池所能產生的電流變小。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結結構,具有反向雪崩擊穿現象,根據基爾霍夫電流與電壓定律,當被遮擋的單體電池所能產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),一部分被內阻消耗了(Ipa+Ise),一部分被等效二極管消耗掉了(Id)當出現熱斑現象時,Ipa、Ise、 Id數值會變大,三者疊加到達一定值時,單體電池片會被擊穿。熱斑效應跟電池組件的生產工藝也有很大關系。由于生產水平的缺陷,往往會導致單體電池片的內阻不均勻。內阻不均勻的電池片極易產生熱斑現象。
熱斑效應的危害非常大。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。近幾年由熱斑效應引起的電站火災多有發(fā)生。分布式電站起火不但會導致財產損失,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,避免危險產生。
圖1-2
圖1-3