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PID测试篇 -你所知道的PID “free”真的Free吗 - PID说说(五)

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硅胶板 发表于 2013-11-17 22:42:46 |只看该作者 |倒序浏览

本帖最后由硅胶板于 2013-11-17 23:12 编辑

   性情之下，写了点关于PID的感想，看到点击量和回复说明大家对PID真滴很感兴趣，也看出在中国光伏行业，PID已经到了一个非说不可的地步了。本篇谈谈鄙人从事PID测试多年来对测试方法和标准的理解，欢迎继续指正。

   PID自从被Sunpower等公司发现以来，国外的研究、认证机构有很多深入的探讨。NREL、PI、TUV等率先介绍了他们的测试方法，包括高温和常温室内模拟户外运行环境。但直到2011年，IEC的TC82工作组才开始起草了第一篇关于PID测试的推荐标准草案，并在2012年初对外公布、征求意见。公布后的一年多时间，IEC TC82工作组一直在为起草最终的标准而努力，但至今尚未有确切的进展消息。

   在诸多研究、测试机构所公布的研究方法中，基本的思路是雷同的，这包括：
   1. PID产生的机理：一般都认为是电池片极化的结果，漏电流是形成电池片极化的重要因素；
   2. 组件暴露在正、负偏压都会造成PID，对于P型组件，负偏压的效果更明显；所以正负偏压都要做；
   3. P型、N型、非晶硅薄膜组件都有可能产生PID，所以含硅的组件都要做；
   4. 对系统真实运行环境的模拟：强调边框接地、温度和湿度的协同影响；

   认识雷同，但测试方法各异。这不仅是指环境条件的模拟，也包括环境试验前后对组件性能的评定。通行的做法是：
   1. 实验前对组件对组件做光照预处理；
   2. 目视检查、绝缘性、接地连续性、IV测试；
   3. 模拟环境条件下的正、负偏压试验；
   4. 试验结束后再进行目视检查、绝缘性能、湿漏电、IV测试。

   通行的判断标准一方面是各类检查都能通过IEC61730的要求，另一方面是IV测试中Pmax的损失不超过5%。这些数据成为组件是否通过PID测试，或者说是否能声称抗PID的硬指标。
   这里面备受大家关注的几点，或许对组件即使通过PID测试但是否真的抗PID会引起争论。

   首先从实验前的光照预处理来说说。光照预处理的主要目的是防止因LID造成组件测试的数据不稳定。目前一般采用的光照预处理通常要求组件接受5-20KWH/M2的暴晒，这个跨度给测试留下了很多不确定的因素。不只是说不同公司的组件LID的结果可能是不一样的，单从辐照量的5-20KWH的跨度，就不是一个很严格科学的标准。对组件厂送的样，测试机构并不一定清楚其抗LID的水平，或许需要组件厂自己在送样的时候根据自己产品的质量提出建议，这一点能否做到？甚至说，组件厂送的样或者他们在自己实验室测试的时候有没有做LID？有的组件做完LID后性能可能比暴晒前Pmax更高（可能不太容易让人相信，但确实有，据说有一种可能是因为EVA中的紫外吸收剂经过光照后有效成份降低了，暴晒后紫外部分的转换率反而出来了）。功率损失判定标准本来就只有5%的幅度，几瓦的区别如果就体现着在5%上下那么一点，合不合格就变成一个临界值了。再加上模拟器本身的误差，有时候PID测试过不过就看那么一点运气，除非你的损失真的很低。

   业界其实更关注的是环境条件的模拟。在IEC的现行的推荐稿中，要求是在60C、85%的湿度下做96小时。但实际上测试认证机构很多都是按照组件厂的要求在做模拟。有做室温PID的，有做双八五PID的，也有做48小时的，五花八门。如果不仔细看测试结果，只凭一份报告或者只凭组件厂的声称，还真的无法判断有测试报告的组件是否真的是抗PID了。
   最有争议的恐怕就是室温PID试验了。测试时组件表面又有不同的处理方法，有说在组件表面铺一层水，有说用吸水的海绵，也有说覆盖一层铝箔。对这个试验本身来讲，或许需要讨论以下几点：
   1. 环境湿度：不知有没有碰到过如果铺一层水或吸水的海绵，在7天的试验中，是否有补水操作？尤其是在实验楼里，更甚者在冬季开着暖气的实验楼里，环境湿度是否得到控制？有的试验做完后组件表面都已经干了，是否补水，关系到组件表面的导电率，关系到玻璃是否被水润湿而产生更多的游离离子。润湿的程度对PID的影响如何？
   2. 组件表面的覆盖物：上面提到可以用水或含水的海绵，水的电导率是否有控制？如果是用铝箔覆盖的，能否全部贴合（一般很难做到），这时空气湿度对铝箔和玻璃之间的导电率的影响？水本身电导率的差异，水和铝箔的电导率的差异，让人很难想象这样的试验有一致性，有统一的评定标准。
   3. 温度、时间对试验结果的影响。学过时温等效原理的人都知道，温度每上升10度，反应速度增加一倍（当然不是绝对的）。那么25C/168小时和60C/96小时是否有等效呢？

   正因为常温PID模拟有类似的争论和怀疑，所以业界通常更倾向于做高温高湿的环境模拟。但我们确实看到，包括国外的报道中说某某公司组件通过了某某认证公司室温PID测试的。或许随着业界对PID研究的增加，抗PID技术的成熟，IEC新标准的出台，常温PID将成为过去，逐渐被人淡忘。

   所以业界还是更相信高温高湿的PID试验。多少试验都表明，常温PID做不出的损失，上了高温高湿后，ＰＩＤ效应立显。但高温高湿的ＰＩＤ测试同样有很多人在困惑着。
   ＴＵＶ的推荐测试方法一般是６０Ｃ、８５％的湿度，这和ＩＥＣ草稿中的要求也是一致的。很多研究报告表明，温度和湿度对ＰＩＤ的影响是很大的，温湿度越高，代表模拟的环境条件越恶劣。所以很多组件厂并不认可６０Ｃ的条件，他们自己往往做双八五的环境模拟，也可能要求测试认证机构对他们的送样做双八五的模拟。这就又产生了业界的争论：到底什么温度是最佳模拟温度呢？
　　相信６０Ｃ的人认为，组件在正午时分是不太容易产生ＰＩＤ的，早晚的时候潮气最盛，但早晚时候的温度根本没有那么高，中午的时候组件表面的温度也可能更接近６０Ｃ，８５Ｃ只是极端恶劣的条件。相信８５Ｃ的人认为，在沿海地带，全天都是高湿度的，夏天正午时分８５Ｃ温度是正常的。
　　理论分析的背后或许是对自己组件抗ＰＩＤ能力的自信程度。不清楚ＴＵＶ、ＰＩ、ＩＥＣ的推荐稿中为何采用了６０Ｃ。是否在几年前行业的抗ＰＩＤ能力还很差，６０Ｃ、８５％湿度就已经能将大多数厂家打倒了，没必要再去做双八五？想想也是，如果推出一个标准方法把整个行业都放倒了，没人能通得过，那谁还去做ＰＩＤ认证呢？有人行，有人不行，才会激发行业竞争的动力，也能创造更多的测试认证机会啊。
　　从我自己的角度分析，我是坚决支持双八五条件的。一方面组件本身的运行温度就已经很高了，另一方面，哪里有绝对的干燥和潮湿地区？前不久不是传说榆林的电站也出现ＰＩＤ了吗？榆林多干燥啊，榆林就不下雨了？就没有低洼地带了，就没有积水的时候了？就没有早晚了？６０Ｃ＋８５％湿度＋９６小时，按每天６小时正常光照算，那也就是电站正常运行１６天而已。好象没听说过只要组件挨过初始的几天运行，就不会再出现ＰＩＤ了。所看到的文献都是电站在运行半年、一年之后出现了大面积的ＰＩＤ。６０Ｃ？隔靴搔痒而已。如果我有足够的试验数据和能力，做双九五都未必是加速模拟啊。

　　关于环境模拟，还有其它争论，下周继续说吧。

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