数明半导体自主研发光伏优化芯片，解决热斑问题

6/24/2020，光纤在线讯      上海数明半导体有限公司近期自主开发研制了两款新产品：数明智能光伏优化芯片和数明半桥驱动，分别解决了光伏电站运行大电流带来的“热斑问题”和驱动芯片开关点的负压对驱动电路影响的问题。

数明耐负压半桥驱动产品前面已经介绍过，这里重点介绍智能光伏优化芯片。
 
SLM6120智能光伏解决方案
数明依托高压、大电流、高转换效率及超低功耗等技术专长，自主开发了应用于光伏组件的智能优化芯片。此方案集成了优化、限压长串、无热斑三项功能。

 产品开发背景
光伏技术“超预期”发展，Bigger than Big是2020的主旋律，伴随着180 |210产品的发力，大电流带来的“热斑问题”更加凸显。树叶、枯草、甚至是鸟粪的遮挡都会对发电量造成影响，同时还会造成严重的热斑，轻则影响发电量，重则引起组件损坏，甚至引燃易燃物引起火灾。
 
“热斑效应”是什么？
在光伏电站运行的全生命周期内，无法避免鸟粪、树叶，枯草等遮挡，被遮挡的电池片将被当作负载消耗其他未被遮挡的电池片所产生的能量，此时被遮挡的电池片会升温，形成热斑，这就是热斑效应。

热斑效应的危害——热斑影响光伏系统的发电效率，降低发电量。高阻反偏状态的电池片持续温升发热，还会对光伏组件造成不可恢复的永久性损伤，甚至烧毁光伏组件。更为严重时，当温度达到100℃以上，还有可能引起火灾。
 

图1 热斑效应图
 
 无热斑的功能优势

SLM6120智能光伏解决方案，集成了优化、限压长串、无热斑三项功能。
 

图2 遮挡下无温升“无热斑”功能

如图2所示，在本实验中，单片电池片被遮挡时，作为对比的常规组件，被遮挡处的温度会从45℃飙升到102℃，此时遮盖物如果是树叶或枯草等易燃物，轻则影响发电量，重则引起组件损坏，甚至引燃易燃物引起火灾。
 

图3 被热斑烧坏的组件图
 
而使用数明智能光伏方案的组件在相同情况下，被遮挡电池片的温度仅从45℃微升到48℃。此功能可将光伏组件升级为具有主动预防功能的安全组件，更安全、更可靠。
 

图4 数明智能 |无热斑且更高发电量
  
 SLM6120如何实现无热斑功能？
 
智能组件每个发电子串，均以“最舒适”的状态将能量输入智能PCB板；通过PCB板升流降压后输出能量传递至总线后串接传输给逆变器。所以，仅被遮挡子串的另外23片电池片给被遮挡电池片供能量；而不是全部组件的约1200片电池片能量流经被遮挡处，使其发热。
 

图5 智能组件无热斑功能示意图
 
常规组件中电池片被遮挡时，全部组件的约1200片电池片能量流经被遮挡处，使其发热；最终引起Bypass Diode导通后的双通路平衡。所以常规组件局部被遮挡时，会有高温热斑情况发生。
 

图6 常规组件热斑时表现
 
综上，随着光伏电池片尺寸越来越大、电流值越来越高、热斑问题日益凸显。数明智能光伏方案，集成了优化、限压长串、无热斑等功能；其中“无热斑”功能，使得被遮挡电池片温度仅微升，与常规组件相比，数明智能光伏提供了集高发电量、长串安装、主动安全预防功能为一体的整体解决方案，为更大、更优、更安全的光伏组件提供了技术保障。
 
查看数明半桥驱动产品：http://www.c-fol.net/news/6_202006/20200604101135.html?btwaf=40929828