旁路二極管是光伏組件中的標(biāo)準(zhǔn)附加件，作用是為了消除錯(cuò)配導(dǎo)致的反向偏置產(chǎn)生的熱斑效應(yīng)，這會(huì)導(dǎo)致光伏組件出現(xiàn)功率降低和損壞。因此，一個(gè)可靠的旁路二極管器件的設(shè)計(jì)和對應(yīng)的檢測至關(guān)重要。美能旁路二極管熱性能測試儀ME-PV-BDT，針對IEC61215標(biāo)準(zhǔn)中旁路二極管功能試驗(yàn)和熱性能試驗(yàn)進(jìn)行測試，搭配美能溫度環(huán)境箱，評估旁路二極管在高溫工作環(huán)境中的可靠性，為保護(hù)電路穩(wěn)定、電路的設(shè)計(jì)和優(yōu)化以及故障分析提供重要的參考依據(jù)。

光伏組件中的錯(cuò)配效應(yīng)

錯(cuò)配效應(yīng)，是指互相連接的太陽能電池或組件沒有相同的性能，或是工作不在同一條件下進(jìn)行時(shí)出現(xiàn)的現(xiàn)象。當(dāng)組件中的一片電池的參數(shù)與其他的明顯不同時(shí)，錯(cuò)配現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生。

錯(cuò)配效應(yīng)造成的影響和功率損失取決于光伏組件中的工作點(diǎn)、電路結(jié)構(gòu)布局以及受影響的太陽能電池的參數(shù)。

因?yàn)榇蠖鄶?shù)光伏組件都是串聯(lián)形式，因此串聯(lián)錯(cuò)配是最常遇到的錯(cuò)配類型。串聯(lián)錯(cuò)配中又分為短路電流的錯(cuò)配和開路電壓的錯(cuò)配，其中短路電流錯(cuò)配是最常見的，也是最嚴(yán)重的。它通常由陰影或電池片自身故障產(chǎn)生。

熱斑效應(yīng)

1.當(dāng)光伏組件局部的電池片被樹葉、塵土、鳥糞等物體所遮擋；

2.光伏組件中某片電池本身存在缺陷，發(fā)電效率低于其他電池；

3.組件制造過程中焊接不良以及后期的PID電勢誘導(dǎo)衰減效應(yīng)；

組件的總工作電流一旦超過了這些“問題電池”的短路電流，這些電池的電壓將被偏置成負(fù)載，從而在組件的內(nèi)部消耗其他“正常電池”的電能。因此，“問題電池”將轉(zhuǎn)變?yōu)楹哪懿考⒈煌淮碾姵仄a(chǎn)生的能量加熱，出現(xiàn)局部過熱現(xiàn)象，從而產(chǎn)生熱斑效應(yīng)。

（左）陰影引起（中）電池?fù)p壞（右）柵線損壞引起的光伏組件熱斑效應(yīng)

國外某機(jī)構(gòu)進(jìn)行了3年的光伏組件退化和失效原因調(diào)查，進(jìn)行了性能測試盒分析，總結(jié)出有25%的問題原因來自于電池?zé)岚咝?yīng)。

國外某機(jī)構(gòu)對光伏組件退化和失效原因分布情況統(tǒng)計(jì)

如果熱斑效應(yīng)產(chǎn)生的熱量過大，則可能導(dǎo)致組件背板出現(xiàn)局部黃變、燒焦、鼓包脫層甚至玻璃破裂的問題現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下還會(huì)引起火災(zāi)。

降低熱斑效應(yīng)的有效方法

通過在每串電池的兩端使用旁路二極管，可以有效避免熱斑效應(yīng)對組件造成的破壞。

旁路二極管的工作原理：

二極管與太陽能電池并聯(lián)且方向相反，在正常工作狀態(tài)下，每個(gè)電池的電壓都是正向偏置的，所以旁路二極管的電壓為反向偏置，相當(dāng)于開路，不起任何作用。當(dāng)串聯(lián)電池中有一片電池被遮擋或出現(xiàn)錯(cuò)配效應(yīng)時(shí)，電壓被反向偏置，此時(shí)旁路二極管相當(dāng)于導(dǎo)線，起到分流作用，其他正常的串聯(lián)電池所產(chǎn)生的光生電壓依然可被外接負(fù)載所利用，由此來降低熱斑效應(yīng)對整塊光伏組件帶來的風(fēng)險(xiǎn)。

旁路二極管避免熱斑加熱效應(yīng)工作原理圖

因此，一個(gè)可靠的旁路二極管器件的設(shè)計(jì)和對應(yīng)的檢測對光伏組件至關(guān)重要。

IEC61215標(biāo)準(zhǔn)——MQT18 旁路二極管試驗(yàn)

MQT 18.1 旁路二極管熱性能測試：

加熱光伏組件及接線盒至30℃、50℃、70℃、90℃，給旁路二極管施加1ms的脈沖電流（STC條件下的Isc），分別測試其正向壓降VD，繪制擬合曲線VD-Tj；加熱組件至75℃，在STC條件下Isc通電1h，測各旁路二極管的VD，將電流提升至1.25倍Isc，保持1h。

MQT 18.2 旁路二極管功能測試：

通入正向電流，測試二極管正向壓降，確定性能；遮擋組件電池，測量I-V曲線，確定性能。

美能旁路二極管熱性能測試儀

美能旁路二極管熱性能測試儀ME-PV-BDT采用研華優(yōu)質(zhì)工控機(jī)，保證設(shè)備長期穩(wěn)定工作。設(shè)備兼具熱性能測試和熱失控測試系統(tǒng)，可施加脈沖電源，脈沖寬度≤1ms，提供正反向切換直流電源。搭配美能環(huán)境箱，可做到溫度控制。

• 脈沖電流調(diào)節(jié)范圍：0A-50A，寬度≤1ms

• 可采集脈沖電流、二極管壓降、接線盒溫度

• 精準(zhǔn)TJ數(shù)值，自動(dòng)模擬VD-Tj的關(guān)系

光伏組件熱斑效應(yīng)雖屬于正?，F(xiàn)象，但應(yīng)該盡可能避免，從前期電池片生產(chǎn)到組件制造完成后的檢測，從各個(gè)環(huán)節(jié)去減少影響熱斑效應(yīng)發(fā)生的概率，包裝光伏系統(tǒng)保持良好的功率輸出。「美能光伏」憑借先進(jìn)精密的檢驗(yàn)設(shè)備，針對IEC61215和IEC61730標(biāo)準(zhǔn)，提供全面的檢測服務(wù)，幫助制造商提升光伏組件的質(zhì)量保證。

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