Analyse af potentielt induceret nedbrydningseffekt (PID): Årsager, detektion og løsninger

Indhold:

Hvad er Potential Induced Degradation (PID)-effekt i solpaneler?
Hvorfor opstår PID-effekten (Potential Induced Degradation)?
Hvordan opdager man PID-effekten (Potential Induced Degradation)?
Hvordan forebygger man PID-effekten (Potential Induced Degradation)?

Potential Induced Degradation (PID) i solpaneler skyldes en bemærkelsesværdig potentialeforskel mellem halvledermaterialet (cellen) og andre komponenter i modulet, såsom glas, beslag eller aluminiumsrammen. Denne spændingsforskel inducerer strømlækage, hvilket medfører migration af negative og positive ioner. Negative ioner kommer ud gennem aluminiumsrammen, mens positive ioner, især natriumioner, bevæger sig til celleoverfladen. Denne proces "forurener" i bund og grund cellen, mindsker dens fotovoltaiske effekt og resulterer i strømtab. PID-effekter kan føre til betydelige strømtab, potentielt op til 20%, og konsekvenserne er ikke umiddelbart synlige - det kan tage flere måneder til et par år, før disse effekter bliver tydelige.

Potential Induced Degradation (PID)-effekten opstår normalt ved langvarig brug af solcellesystemer, især i miljøer med høje temperaturer og høj luftfugtighed.

1.Høj temperatur og luftfugtighed:

Høj temperatur og luftfugtighed er de primære årsager til Potential Induced Degradation (PID) i solcellepaneler. Øget luftfugtighed fører til ophobning af fugt på panelets overflade, hvilket etablerer ledende veje og udløser potentialeforskelle og PID-effekter. Desuden fremmer øget fugtighed migrationen af ladningsbærere, hvilket resulterer i ujævn strømfordeling og et efterfølgende fald i ydeevnen.
Når temperaturen stiger, forværres PID-effekterne af ændringer i halvlederegenskaberne, øget elektronmobilitet og accelereret dannelse af potentialeforskelle, hvilket i sidste ende forårsager materialenedbrydning i solpanelerne. Den kombinerede virkning af forhøjet luftfugtighed og temperatur intensiverer disse effekter, idet luftfugtigheden letter adsorptionen af vanddamp, og de høje temperaturer fremskynder fordampningen og derved forstørrer potentialeforskellene.

2. Systemets konfiguration:

PV-systemets konfiguration, herunder jordforbindelse, modultype og celletype, spiller en vigtig rolle i PID. Spændingspotentialet og modulets polaritet påvirker forekomsten af PID. Denne afhængighed er påvirket af panelets position i arrayet og systemets jordforbindelse. Typisk er PID forbundet med et negativt spændingspotentiale til jord, hvilket gør det mere negativt ladede panel mere modtageligt for PID-risici.

3. belastninger på glasoverfladen:

Hvis solpanelets glasoverflade bærer belastninger, såsom støv eller andre forurenende stoffer, kan dette øge potentialeforskellen og føre til PID-effekten.

Forskellige faktorer relateret til belastninger på solpaneler bidrager til PID-effekter (Potential Induced Degradation). Overfladedæmpning fremkaldt af belastninger skaber en tynd film på glasset, hvilket øger overfladedæmpningen og forhindrer ladningsmigration. Dette koncentrerer potentialeforskelle på overfladen og forstyrrer den ensartede elektronfordeling, hvilket øger risikoen for PID. Belastningsinducerede ændringer i optiske egenskaber, såsom ændret lysabsorption, fører til ujævn absorption og skaber lokale potentialeforskelle, der forværres af stærkt sollys. Belastninger påvirker varmeledningsevnen, forårsager lokale temperaturvariationer, accelererer elektronmigration og øger potentialeforskelle, især i direkte sollys. Fugtabsorberende belastninger skaber en ledende kanal, der accelererer PID. Hyppig rengøring er nødvendig for at reducere potentialeforskelle, opretholde panelets ydeevne og mindske sandsynligheden for PID på grund af belastninger.

For at konstatere, om solpaneler er påvirket af PID, kan man udføre en I-V-kurvetest. PID reducerer solpanelernes ydeevne ved at mindske shuntmodstanden i den elektriske model (se figur 1). Dette svarer til en stigning i lækstrømmen, hvilket resulterer i en reduktion af udgangsstrømmen (og dermed den samlede udgangskapacitet), og det påvirker I-V-kurven som illustreret i figur 2.

Figur 1: En-diode-model af et solpanel

Figur 2: Sammenligning af I-V-kurve mellem PV-modul påvirket af PID og ikke påvirket af PID

IEC-standarden 62804 blev etableret for at evaluere solpanelers evne til at udholde høje spændinger uden at blive nedbrudt. Den foreskrevne fremgangsmåde indebærer, at solpaneler udsættes for en DC-spændingsforspænding på 1000 V under forhold med 85% relativ luftfugtighed og en temperatur på 60 ºC i en periode på 96 timer. Grafen illustrerer Pmpp/W-klassificeringen (hvor Pmpp repræsenterer panelets maksimale effekt), ledsaget af billeder af panelet, der viser elektroluminescens både før og efter testen.

Den visuelle fremstilling ovenfor viser, at PV-systemet oplevede et effektfald på ca. 25% under PID-testen. I henhold til IEC-standard 60924 må denne reduktion ikke overstige 5% for at opfylde de specificerede krav. Selvom der kan være variationer mellem solpaneler, er det vigtigt at bemærke, at denne standard blev fastlagt gennem omfattende test på en bred vifte af PV-paneler.

Forekomsten af PID-effekter påvirkes normalt af en række miljø- og driftsfaktorer. For at sikre solpanelsystemets stabilitet og ydeevne skal der træffes en række foranstaltninger for at forhindre og afbøde virkningen af PID-effekten.

1.Brug solpaneler med anti-PID-teknologi:

Vælg solpaneler med anti-PID-egenskaber. Nogle producenter bruger unikke celleteknologier til at afbøde eller undertrykke forekomsten af PID-effekter, såsom HJT-solpaneler.

Maysuns HJT-solpaneler (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) forhindrer effektivt PID (Potential Induced Degradation) gennem strategisk brug af et TCO-filmlag (Transparent Conductive Oxide) på glasoverfladen. Dette TCO-lag forhindrer ladningspolarisering og afværger strukturelt PID-nedbrydning. Sammen med heterojunction-designet og det iboende tynde lag minimerer Maysuns HJT-solpaneler ladningsmigration, reducerer ujævn strømfordeling og afbøder effektivt PID-risici, hvilket sikrer forbedret stabilitet i udfordrende miljøer. Derudover er disse paneler certificeret med Solar Module Test Module PID Resistance-IEC 62804, hvilket sikrer overlegen kvalitet.

Maysun Solar HJT solpaneler er blevet distribueret til flere europæiske lande. Kunderne har delt deres tilfredshed med den imponerende ydeevne og pålidelighed af Maysun HJT solpaneler.

2. Optimer systemdesignet:

Optimeret systemdesign er en anden nøglefaktor i forebyggelsen af PID-effekter. Optimer systemdesignet på følgende måder:
Maximum Power Point Tracker (MPPT): MPPT-teknologi hjælper med at sikre, at panelerne arbejder ved det maksimale effektpunkt under forskellige lysforhold, hvilket reducerer risikoen for ujævn strømfordeling og bremser forekomsten af PID-effekt.
Teknologi til udligning af strøm: Indførelsen af strømudligningsteknologi hjælper med at opretholde en jævn fordeling af strøm mellem panelerne og reducerer dermed muligheden for PID-effekter forårsaget af potentielle potentialeforskelle.

3. beskyttende belægninger:

Påføring af støv-, vanddamp- og forureningsresistente beskyttelsesbelægninger på solpanelernes overflade kan afbøde angrebet af overfladeforurening på panelerne og reducere risikoen for PID-effekter.
Disse belægninger kan omfatte:
Støvresistente belægninger: Bremser støvaflejring og holder panelets overflade ren.
Vanddampresistente belægninger: Forhindrer indtrængning af vanddamp og reducerer effekten af fugtighed på potentielle forskelle.
Anti-forureningsbelægninger: Reducerer vedhæftning af fedt, fugleklatter og andre forurenende stoffer og opretholder overfladens optiske gennemsigtighed.

4. Regelmæssig rengøring:

Regelmæssig rengøring af solpanelets overflade er en vigtig foranstaltning for at opretholde systemets ydeevne. Fjernelse af støv, blade, fugleklatter og andre belastninger hjælper med at opretholde en ren overflade og reducere dannelsen af potentielle potentielle forskelle. Regelmæssig rengøring hjælper også med at opretholde panelets lystransmission og forbedre lysabsorptionseffektiviteten.

Desuden er PID ofte reversibel. Hvis PID opstår, er en afhjælpningsmetode at jordforbinde inverterens negative DC-terminal for at forhindre negative spændinger på strengen. Denne fremgangsmåde er effektiv, når inverteren tillader en sådan drift, og alle nødvendige designmæssige forholdsregler er implementeret. En anden afhjælpningsstrategi er brugen af "anti-PID-bokse", der placeres mellem strengen og inverteren. Disse bokse inverterer potentialet fra inverteren for at modvirke negative spændinger på de berørte solpaneler. Deres virkning er at variere polariseringen af hver streng over tid, hvilket reducerer sandsynligheden for PID'er og giver hvert modul mulighed for at "komme sig" over det negative potentiale, det oplevede.

Siden 2008 har Maysun Solar været dedikeret til at fremstille førsteklasses solpaneler. Udforsk vores mangfoldige udvalg, herunder halvskårne, MBB, IBC, HJT og shingled solpaneler, der fås i sølv, fuld sort, sort ramme og glas-glas finish. Panelerne har udsøgte designs og enestående ydeevne, der forbedrer æstetikken i enhver bygning. Med etablerede kontorer, lagre og varige partnerskaber med førende installatører i mange lande er Maysun Solar et pålideligt valg. Hvis du har spørgsmål om solceller eller de seneste tilbud på solpaneler, er du velkommen til at kontakte os; vi er ivrige efter at hjælpe dig.

Reference:

Greensolver, & Greensolver. (2021b, November 26). Potential Induced Degradation (PID) – What is it? - Greensolver. Greensolver.

Admin-D3v. (2020, July 6). LID vs PID: What’s degrading your solar panels? Raycatch | AI Diagnostics for Solar Energy.

Was ist der PID-Effekt (Potential Induced Degradation) von Solarmodulen? (n.d.). Was Ist Der PID-Effekt (Potential Induced Degradation) Von Solarmodulen?

Causes and solutions of the potential Induced Degradation (PID) effect in PV modules - Technical articles. (2020, July 9).

Du kan måske også lide: