本系列文章，介紹日本中部電氣保安協(xié)會(huì)總店保安部光伏項(xiàng)目組，根據(jù)其經(jīng)歷光伏發(fā)電系統(tǒng)故障事例及采取的對策，對持牌電工提出的建議。本文根據(jù)項(xiàng)目組匯總的故障事例集，通過該組成員的投稿對故障進(jìn)行分析。 百萬瓦級等光伏發(fā)電站，主要使用結(jié)晶硅類和化合物類兩種太陽能電池板。其中，化合物類廣泛使用的是CIS型。

結(jié)晶硅類太陽能電池板，是串聯(lián)連接數(shù)十枚太陽能電池單元（發(fā)電元件），收納在耐候性封裝中。

一枚太陽能電池單元的輸出功率約為4W。串聯(lián)60枚這種太陽能電池單元可獲得240W的輸出功率。

但因是串聯(lián)方式，因此只要有一個(gè)太陽能電池單元發(fā)生故障，或者被陰影擋住不發(fā)電，則串聯(lián)的所有太陽能電池單元都會(huì)受影響，導(dǎo)致輸出功率大幅降低（圖1）。


圖1：串聯(lián)連接的太陽能電池單元出現(xiàn)故障，則整個(gè)電池板都無法輸出電力（出處：中部電氣保安協(xié)會(huì)）

利用旁路二極管避開含故障電池單元的群組

因此，為了避免一枚太陽能電池單元對全體的不良影響，而將單元構(gòu)成“群組”（Cluster），萬一太陽能電池單元的電流無法流過時(shí)，就利用旁路二極管使電流迂回通過故障群組。

由于除了迂回的群組以外都能正常發(fā)電，所以不會(huì)對電池板整體造成不良影響，可抑制輸出功率的降低（圖2）。例如，一塊電池板串聯(lián)60枚太陽能電池單元時(shí)，以20枚電池單元為一組，共分成3組。



圖2：可利用旁路二極管避開含故障太陽能電池單元在內(nèi)的群組輸出（出處：中部電氣保安協(xié)會(huì)）

本文介紹一下在開始發(fā)電前的竣工檢查中，通過測量組串（串聯(lián)太陽能電池板的列）的開路電壓，發(fā)現(xiàn)這類結(jié)晶硅類太陽能電池板產(chǎn)品故障的事例。

發(fā)現(xiàn)了故障的，是一座輸出功率為1.3MW的光伏電站。該電站是每14塊太陽能電池板串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)組串的。測量每個(gè)組串的開路電壓時(shí)發(fā)現(xiàn)，有一個(gè)組串的電壓比其他組串低11V左右。

通過測量開路電壓等發(fā)現(xiàn)一個(gè)群組不發(fā)電