1.1热斑效应和数学模型
热斑效应是指正常工作的电池组件在某一时刻,一个单体电池片被小的物体遮盖。导致此单体电池所能产生的电流变小。电池组件中的单体电池片可以看成是一个具有类似二极管的P-N结结构,具有反向雪崩击穿现象,根据基尔霍夫电流与电压定律,当被遮挡的单体电池所能产生的电流小于电路的电流时,该单体电池带负压,成为负载。并以发热形式消耗其他单体电池片发出的能量。
图1-1
IPH= I + Id +Ipa+ Ise (1-1)
式(1-1)所示在电池组件正常工作时,光生电流IPH 被3个环节消耗了,一部分被负载消耗(I),一部分被内阻消耗了(Ipa+Ise),一部分被等效二极管消耗掉了(Id)当出现热斑现象时,Ipa、Ise、 Id数值会变大,三者叠加到达一定值时,单体电池片会被击穿。热斑效应跟电池组件的生产工艺也有很大关系。由于生产水平的缺陷,往往会导致单体电池片的内阻不均匀。内阻不均匀的电池片极易产生热斑现象。
热斑效应的危害非常大。轻则烧毁电池片,严重的会引起整片电池组件的燃烧并引起火灾。近几年由热斑效应引起的电站火灾多有发生。分布式电站起火不但会导致财产损失,严重的会造成人员伤亡。这就要求电站管理方定期巡检及时清洁,避免危险产生。
图1-2
图1-3