前言
現(xiàn)行光伏組串技術(shù)路線大多以20余塊組件為主，組成一個(gè)串，形成1000V，1500V級(jí)的直流高壓線路進(jìn)入直流匯流箱，再進(jìn)入集中式逆變器或組串式逆變器。
在一個(gè)組串過(guò)程中，各組件電壓進(jìn)行疊加，形成一個(gè)疊加的直流側(cè)高電壓。為降低組串過(guò)程損失，避免木桶短板效應(yīng)，因此要求每個(gè)組串內(nèi)組件的工況（發(fā)電運(yùn)行工作參數(shù)）盡可能保證一致性。
地面光伏電站應(yīng)該進(jìn)行場(chǎng)地平整，讓每一個(gè)組串的組件盡可能安裝在一個(gè)支架陣列中，同時(shí)，務(wù)必做好日常維護(hù)，檢查熱斑，組串電流偏差，進(jìn)行灰塵清理，以盡量保證組串內(nèi)組件工況的一致性。
但分布式發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景，存在更多的不確定性，加上難以維護(hù)清掃積灰，組串內(nèi)各組件工況的一致性難以保證，因而會(huì)放大地面電站運(yùn)行中存在的孤立或小概率事件發(fā)生。
現(xiàn)行組件組串技術(shù)應(yīng)用于屋面分布式發(fā)電的主要技術(shù)痛點(diǎn):
1、熱斑效應(yīng)：
一串聯(lián)支路的電池組中任意電池如被遮蔽，將被當(dāng)作負(fù)載消耗其他有光照的太陽(yáng)電池組所產(chǎn)生的能量，被遮蔽的太陽(yáng)電池組件此時(shí)會(huì)發(fā)熱。這種效應(yīng)能嚴(yán)重的破壞太陽(yáng)電池，直接導(dǎo)致失效或著火燃燒。傳統(tǒng)光伏組件技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在這樣的天然缺陷。
（熱斑效應(yīng)）
（典型的PID效應(yīng)造成的組件失效）
2、PID效應(yīng)：
又稱電勢(shì)誘導(dǎo)衰減，是電池組件的封裝材料和其上表面及下表面的材料，電池片與其接地金屬邊框之間在高電壓作用下出現(xiàn)離子遷移，而造成組件性能衰減的現(xiàn)象。PID效應(yīng)是長(zhǎng)期導(dǎo)致組件衰減甚至嚴(yán)重退化的主要原因，由此引起的組件功率衰減有時(shí)甚至超過(guò)50%；導(dǎo)致這一危害的根本原因就是現(xiàn)有的光伏組件在組建發(fā)電網(wǎng)絡(luò)時(shí)是采用串聯(lián)方式，形成20~30余倍的單個(gè)組件電壓，如1000V的直流電壓。
光伏高壓直流拉弧試驗(yàn)視頻記錄，大約到100V直流電壓時(shí)，電弧變成破壞性的拉弧火焰。
3、高壓直流拉弧：
傳統(tǒng)光伏組件采用串聯(lián)方式連接，形成直流側(cè)高壓，目前采用1000V,1500V二個(gè)電壓等級(jí)。該電壓在分布式發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景之中，人與光伏板接觸緊密，從而對(duì)人類活動(dòng)構(gòu)成極大的安全威脅。高壓直流也容易拉弧引發(fā)火災(zāi)，該因素約占屋頂分布式光伏發(fā)電火災(zāi)因素的45%。
4、耐候性問(wèn)題：
傳統(tǒng)光伏組件背面為有機(jī)材料在屋頂高溫高濕度的環(huán)境下，耐候性能大大降低，使用壽命低于地面電站場(chǎng)景。
5、獨(dú)立運(yùn)行問(wèn)題：
傳統(tǒng)光伏組件采用串聯(lián)方式連接，導(dǎo)致各光伏組件不能獨(dú)立運(yùn)行，一旦其中一個(gè)組件出現(xiàn)問(wèn)題，串內(nèi)的能量會(huì)聚集到問(wèn)題組件，極易造成火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。
6、消防問(wèn)題：
傳統(tǒng)光伏組件產(chǎn)品的背面為有機(jī)材料或玻璃，均無(wú)法達(dá)到建筑防火A2級(jí)要求；BIPV產(chǎn)品內(nèi)側(cè)必須是防火耐燃材料，確保符合消防標(biāo)準(zhǔn)。
7、承重問(wèn)題：
傳統(tǒng)的組件產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)力學(xué)設(shè)計(jì)，只能保證一定風(fēng)壓力，從來(lái)沒(méi)有考慮過(guò)人在組件面上的活動(dòng)。但BIPV產(chǎn)品作為建筑材料，必須考慮人在上面的行走活動(dòng)。
8、隱裂風(fēng)險(xiǎn)：
隱裂就是一些肉眼不可見(jiàn)的細(xì)微破裂，晶硅電池片由于其自身晶體結(jié)構(gòu)的特性，很容易破裂，隱裂可以說(shuō)是一種較為常見(jiàn)的電池片自身缺陷。會(huì)導(dǎo)致電池片部分乃至整片失效。傳統(tǒng)產(chǎn)品因?yàn)槲纯紤]人類在組件表面的活動(dòng)，因此對(duì)隱裂問(wèn)題是沒(méi)有設(shè)計(jì)控制措施的。BIPV因?yàn)槭苋祟惾粘；顒?dòng)影響，采用晶硅電池的BIPV必須考慮隱裂帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。
9、電氣安全：
BIPV產(chǎn)品作為建筑材料，其應(yīng)用場(chǎng)景大大有別于傳統(tǒng)組件產(chǎn)品，作為建筑材料已經(jīng)與人類生活緊密相連，密不可分，電氣的安全性成為重大的考量。任何高于人類需求的安全電壓的BIPV產(chǎn)品都會(huì)給人類生活安全構(gòu)成威脅。真正的BIPV產(chǎn)品首先要在電氣電壓安全方面做好徹底的防范保證。安全低壓產(chǎn)品無(wú)疑是最佳解決方案。
10、建筑通用性：
BIPV產(chǎn)品作為建筑材料產(chǎn)品，應(yīng)該與既有建筑維護(hù)結(jié)果充分的銜接，盡量通用一致以實(shí)現(xiàn)既有建筑的大規(guī)模使用。
上述問(wèn)題惡化后導(dǎo)致組件失效，甚至著火燃燒。這也就不難解釋屋面光伏發(fā)電著火概率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地面電站的原因。
上述缺陷也是導(dǎo)致過(guò)去30多年來(lái)，建筑光伏一體化（BIPV）產(chǎn)業(yè)發(fā)展一直止步不前的根本原因，市場(chǎng)急需創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案出現(xiàn)。
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