光伏組件作為整個光伏系統中成本最高的部分，組件的故障直接影響到整個項目周期的發電收益。組件故障中破碎、隱裂、熱斑等情況是不可逆的，但組件的PID現象是一種影響發電效率同時可以預防和修復的故障。

1、PID效應

組件PID效應是電池組件長期在直流側系統的高電壓作用下，導致玻璃、封裝材料之間出現漏電流，大量電荷聚集在電池片表面，使得電池表面的鈍化效果惡化，電池組件的填充因子、開路電壓、短路電流減少，導致組件性能衰減，極端情況下，PID效應會導致組件50%以上的功率損失，影響整個組串功率輸出。

2、PID效應產生的原因

引起組件PID效應的外部原因主要是與環境的濕度、溫度、酸堿性和離子污染程度及安裝施工時的工藝等有關；內部原因主要與組件的系統電壓、封裝材料、電池制造工藝有關。

導致組件PID的外部因素主要與項目建設的環境有關，在高溫、高濕環境下，水蒸氣進入組件，增加了組件封裝材料的導電率，引起組件漏電流從而產生PID效應；在酸堿和離子污染的環境下，組件玻璃和邊框等發生化學反應，引起離子析出，同樣增大了封裝材料的導電率引起漏電流發生；在組件搬運、安裝及運維過程中影響組件的封裝材料與組件玻璃的緊密結合的因素也是產生PID效應的原因。

在導致組件PID效應的內部因素中，組件的EVA（乙烯—醋酸乙烯酯共聚物）封裝材料無法完全阻隔水蒸氣且容易遇水分解產生游離的離子引起PID效應，對比于EVA材料POE（乙烯一辛烯共聚物）封裝材料的水汽阻隔及抗老化性能更加穩定，POE材料的水汽透過率僅為EVA材料的1/8，但成本遠高于EVA材料；在電池片生產制造過程中，電池片摻雜的不均勻導致電池片電阻不均勻，導致PID效應；對比于微型逆變器，為匹配組串式逆變器1000V以上的系統電壓，更高的電勢差更容易引起PID效應。

從組件PID效應產生的內、外原因可以看出PID效應是可以從組件生產、安裝、光伏系統中進行預防和可逆修復的。可以從原材料選擇方面選用透水率更低的封裝材料；從電池片工藝方面選擇更先進的鑄棒、拉棒、切片和貼片技術，減少摻雜；施工安裝中，選擇合適、可靠的接地方式都可以起到預防PID的作用。

3、逆變器PID效應的解決方案

逆變器作為光伏系統中核心發電設備，從電氣系統方面同樣能對組件PID效應進行有效的預防及修復。

在系統方面逆變器的接地方式和組件在陣列中的位置，決定了電池片和組件受到正偏壓或者負偏壓。如果整列中間一塊組件和逆變器負極輸出端之間的所有組件處于負偏壓下，則越靠近輸出端組件的PID效應越明顯；而在中間一塊組件和逆變器正極輸出端中間的所有組件處于正偏壓下，PID效應不明顯。

（1）逆變器對組件PID的預防

固德威逆變器采用交流電壓等效的直流電位提升的方案，逆變器內置防PID的模塊，通過對三相交流電壓的等效直流電位的抬升，對PV-與PE之間的電壓差進行補償，在三相交流電壓等效的直流電位與PE之間增加一個正向的偏壓，由于負極對直流側中性點的電壓為光伏組串電壓輸出的一半，因此，當三相交流等效的直流電位與PE之間增加的正向偏壓大于1/2Udc時，即可將PV-與PE之間的電位提升至0V以上。

固德威對PID的預防是全時段預防，預防啟動期間可后臺顯示預防工作信號，同時也能通過軟件關斷PID預防功能。

（2）逆變器對組件PID的修復

固德威PID修復方案采用加正向偏置電壓方案，逆變器內置防PID的模塊，該模塊在逆變器在夜間不工作的時候，從逆變器內部交流側獲取的交流電轉換成等效的高壓直流電，在PV-對PE間產生一個約800V的正向電壓，這樣可將PV電池片中的雜質電子流回玻璃面板，從而修復組件的PID效應。

固德威PID修復方案當檢測到組串電壓低于50V時啟動內置的PID修復模塊，逆變器正常工作時，PID模塊停止工作以降低整個系統的損耗。PID修復模塊功能無法軟件關斷，但具備相應的過壓、過流保護裝置，當檢測到對地絕緣、過壓、過流時逆變器關斷組串輸出。

4、PID效應預防與修復的選擇

由于組件PID效應主要是受環境因素影響，在選擇PID預防與修復的功能時應考慮項目實際建設環境條件。預防與修復的選用建議如下所示：

5、總結

在光伏系統整個生命周期內，重點關注項目建設成本、系統運行安全及發電收益，在目前平價上網與退補的趨勢下，如何保證電站收益是每個建設方需要面對的問題。對于系統明顯的故障，只要加強生產管理與提高運維水平都可以解決，但像PID效應這類隱形的故障，需要在組件生產方面、施工安裝環境、系統選型配置等方面都要全面考慮PID的預防及修復問題才能及時止損，保障光伏電站的健康運行。