太阳能电池接地系统的设计技术

光伏组件使用一段时间后，发电功率会出现一定幅度的衰减，因为晶体硅组件会产生电位诱发衰减(PID)效应，薄膜组件会产生透明导电氧化物(TCO)层损坏，如果不采取纠正措施，组件的发电功率就会大幅下降，严重影响光伏系统的收益。目前主要解决方法是把组件正负极一端接地，可以通过汇流箱，逆变器，或者太阳能组件专用接地器，来实现这个功能。

晶体硅光伏组件的电位诱发衰减(PID)效应：晶体硅光伏组件中的电路与其接地金属边框之间的高电压，会造成组件的光伏性能的持续衰减。造成此类衰减的机理是多方面的，在高电压的作用下，组件电池的封装材料和组件上表面层及下表面层的材料中出现的离子迁移现象;电池中出现的热载流子现象;电荷的载分配削减了电池的活性层;相关的电路被腐蚀等等。这些引起衰减的机理被称之为电位诱发衰减(PID)、极性化、电解腐蚀和电化学腐蚀。

薄膜电池导电层(TCO)腐蚀：薄膜模组在运行一段时间之后TCO会出现损坏。研究结果显示，TCO腐蚀主要发生于利用覆盖工艺制备的带有a-Si电池和CdTe电池的模块。在上述生产过程中，模块的单层表面是玻璃盖结构。由于玻璃盖内含约15%的钠物质，因此钠和水的反应导致TCO腐蚀。在此情况下，模块的边缘上会形成裂纹，这些裂纹可以贯穿整个电池结构，从而使模块发生永久性损,将组件负极接地，可形成一个电场，带正电的钠离子会向负极移动，从而远离TCO层，可以避免腐蚀现象的发生。

太阳能电池负极接地还有以下好处：

(1)泄放静电，防止对地共模电压超过系统电压;

(2)抑制光伏方阵电池板的对地分布电容对逆变器控制电路的共模干扰;

(3)建立电池板正电场，是一种避免电池寿命受影响的措施之一。

逆变器负极接地，目前是最常用的方法，但并不是每一种逆变器都支持负极接地，对逆变器有以下要求：

(1)直流输入和交流输出电气隔离，可以用带工频变压器的逆变器和高频变压器的逆变器，逆变器在设计时，要把信号地和安全地分开;

(2)接地电路：一般是把负极通过熔断器接地;

(3)检测电路：一般是通地电流霍尔，检测接地回路的电流;

(4)保护措施：逆变器直流侧要配备直流继电器，需加直流漏电保护器，或者装有分励脱扣器的断路器，当检测到漏电流超标时，或者检测到有人触电时时，会在极短时间内自动断开直流侧开关，保护人员和设备安全。

在逆变器选型时，要注意到以下逆变器不支持组件接地：

(1)无隔离型的逆变器;