旁路二極管是光伏組件中的標準附加件，作用是為了消除錯配導致的反向偏置產(chǎn)生的熱斑效應，這會導致光伏組件出現(xiàn)功率降低和損壞。因此，一個可靠的旁路二極管器件的設計和對應的檢測至關重要。美能旁路二極管熱性能測試儀ME-PV-BDT，針對IEC61215標準中旁路二極管功能試驗和熱性能試驗進行測試，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，為保護電路穩(wěn)定、電路的設計和優(yōu)化以及故障分析提供重要的參考依據(jù)。

光伏組件中的錯配效應

錯配效應，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行時出現(xiàn)的現(xiàn)象。當組件中的一片電池的參數(shù)與其他的明顯不同時，錯配現(xiàn)象就會發(fā)生。

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

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

熱斑效應

1.當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電勢誘導衰減效應；

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載，從而在組件的內部消耗其他“正常電池”的電能。因此，“問題電池”將轉變?yōu)楹哪懿考?，并被同一串的電池片產(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。

（左）陰影引起（中）電池損壞（右）柵線損壞引起的光伏組件熱斑效應

國外某機構進行了3年的光伏組件退化和失效原因調查，進行了性能測試盒分析，總結出有25%的問題原因來自于電池熱斑效應。

國外某機構對光伏組件退化和失效原因分布情況統(tǒng)計

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

降低熱斑效應的有效方法

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，相當于開路，不起任何作用。當串聯(lián)電池中有一片電池被遮擋或出現(xiàn)錯配效應時，電壓被反向偏置，此時旁路二極管相當于導線，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載所利用，由此來降低熱斑效應對整塊光伏組件帶來的風險。

旁路二極管避免熱斑加熱效應工作原理圖

因此，一個可靠的旁路二極管器件的設計和對應的檢測對光伏組件至關重要。

IEC61215標準——MQT18 旁路二極管試驗

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)質工控機，保證設備長期穩(wěn)定工作。設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TJ數(shù)值，自動模擬VD-Tj的關系

光伏組件熱斑效應雖屬于正?，F(xiàn)象，但應該盡可能避免，從前期電池片生產(chǎn)到組件制造完成后的檢測，從各個環(huán)節(jié)去減少影響熱斑效應發(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」憑借先進精密的檢驗設備，針對IEC61215和IEC61730標準，提供全面的檢測服務，幫助制造商提升光伏組件的質量保證。

*特別聲明：「美能光伏」公眾號所發(fā)布的原創(chuàng)及轉載文章，僅用于學術分享和傳遞光伏行業(yè)相關信息。未經(jīng)授權，不得抄襲、篡改、引用、轉載等侵犯本公眾號相關權益的行為。內容僅供參考，若有侵權，請及時聯(lián)系我司進行刪除。