Vad är potentiell inducerad-nedbrytning (PID) effekt och hur man undviker det

Innehåll:

1. Vad är Potential Induced Degradation (PID) Effekt i solpaneler?
2. Varför uppstår Potential Induced Degradation (PID) Effekt?
3. Hur upptäcker man Potential Induced Degradation (PID) Effekt?
4. Hur förhindrar man Potential Induced Degradation (PID) Effekt?

Vad är Potential Induced Degradation (PID) Effekt i solpaneler?

Potential Induced Degradation (PID) i solpaneler härrör från en märkbar potentialskillnad mellan halvledarmaterialet (cellen) och andra komponenter i modulen, såsom glas, monteringar eller aluminiumramen. Denna spänningsskillnad inducerar strömläckage, vilket leder till migration av negativa och positiva joner. Negativa joner lämnar genom aluminiumramen, medan positiva joner, särskilt natriumjoner, reser till cellens yta. Denna process "förorenar" i princip cellen, minskar dess fotovoltaiska effekt och resulterar i effektförluster. PID-effekter kan leda till betydande effektförluster, som potentiellt kan uppgå till 20%, och konsekvenserna är inte omedelbart uppenbara - manifestationen av dessa effekter kan ta flera månader till några år att bli märkbara.

Varför uppstår Potential Induced Degradation (PID) Effekt?

Potential Induced Degradation (PID) Effekt uppstår vanligtvis vid långsiktig användning av solfotovoltaiska system, särskilt i miljöer med hög temperatur och hög luftfuktighet.

Hög temperatur och luftfuktighet:

Hög temperatur och luftfuktighet är de främsta orsakerna till Potential Induced Degradation (PID) i solpaneler. Ökad luftfuktighet leder till ackumulering av fukt på panelens yta, vilket etablerar ledande vägar och utlöser potentialskillnader och PID-effekter. Dessutom främjar högre luftfuktighet migrationen av laddningsbärare, vilket resulterar i ojämn strömfördelning och därmed en nedgång i prestanda.

När temperaturen stiger, förändras halvledaregenskaperna, elektronmobiliteten ökar och bildningen av potentialskillnader accelererar, vilket förvärrar PID-effekterna och slutligen orsakar materialnedbrytning inom solpanelerna. Den kombinerade effekten av ökad luftfuktighet och temperatur intensifierar dessa effekter, där luftfuktighet underlättar absorption av vattenånga och höga temperaturer accelererar avdunstning, vilket därmed förstorar potentialskillnaderna.

Systemkonfiguration:

Konfigurationen av PV-systemet, inklusive jordning, modultyp och celltyp, spelar en betydande roll för PID. Spänningspotentialen och polariteten hos modulen påverkar förekomsten av PID. Detta beroende påverkas av panelens position i arrayen och systemets jordning. Typiskt är PID förknippat med en negativ spänningspotential till jorden, vilket gör att panelen med högre negativ laddning blir mer mottaglig för PID-risker.

Belastningar på Glasytan:

Om glasytan på solpanelen bär på belastningar, såsom damm eller andra föroreningar, kan detta öka potentialskillnaden och leda till PID-effekten.

Olika faktorer relaterade till belastningar på solpaneler bidrar till Potential Induced Degradation (PID) effekter. Ytdämpning inducerad av belastningar skapar en tunn film på glaset, ökar ytdämpningen och hindrar laddningsmigration. Detta koncentrerar potentialskillnader vid ytan, stör den enhetliga elektrondistributionen och ökar PID-riskerna. Belastningsinducerade förändringar i optiska egenskaper, såsom förändrad ljusabsorption, leder till ojämn absorption, vilket genererar lokala potentialskillnader förvärrade av starkt solljus. Belastningar påverkar den termiska konduktiviteten, orsakar lokala temperaturvariationer, accelererar elektronmigration och ökar potentialskillnader, särskilt i direkt solljus. Fuktabsorberande belastningar skapar en ledande kanal, vilket accelererar PID. Frekvent rengöring är nödvändig för att minska potentialskillnader, bibehålla panelens prestanda och minska sannolikheten för PID på grund av belastningar.

Hur upptäcker man Potential Induced Degradation (PID) Effekt?

För att fastställa om solpaneler är påverkade av PID kan ett I-V-kurvetest genomföras. PID minskar prestandan hos solpaneler genom att minska shuntmotståndet i den elektriska modellen (se figur 1). Detta motsvarar en ökning av läckström, vilket resulterar i en minskning av utgångsströmmen (och därmed den totala utgångskapaciteten), och det påverkar I-V-kurvan som illustreras i figur 2.

Figur 1: En-diodmodell av en solpanel

Figur 2: Jämförelse av I-V-kurva mellan PV-modul påverkad av PID och inte påverkad av PID

IEC-standarden 62804 fastställdes för att utvärdera solpanelers förmåga att uthärda höga spänningar utan att genomgå nedbrytning. Den föreskrivna metoden innebär att utsätta solpaneler för en likströmsspänning på 1000 V under förhållanden med 85 % relativ luftfuktighet och en temperatur på 60 ºC under en period av 96 timmar. Grafen illustrerar Pmpp/W-betyget (där Pmpp representerar panelens maximala effekt), åtföljt av bilder av panelen som visar elektroluminescens både före och efter testet.

Den visuella representationen ovan indikerar att PV-systemet upplevde en effektminskning på cirka 25 % under PID-testet. Enligt IEC-standard 60924 ska denna minskning inte överstiga 5 % för att uppfylla de angivna kraven. Även om det kan förekomma variationer mellan solpaneler, är det viktigt att notera att denna standard etablerades genom omfattande tester på en mångfald av PV-paneler.

Hur förhindrar man Potential Induced Degradation (PID) Effekt?

Förekomsten av PID-effekter påverkas vanligtvis av en mängd olika miljömässiga och driftsmässiga faktorer. För att säkerställa stabiliteten och prestandan i solpanelssystemet behöver en rad åtgärder vidtas för att förebygga och mildra effekterna av PID.

Använd solpaneler med anti-PID-teknologi:

Välj solpaneler med anti-PID-egenskaper. Vissa tillverkare använder unika cellteknologier för att mildra eller undertrycka förekomsten av PID-effekter, såsom HJT-solpaneler.

Maysuns HJT (Heterojunction with Intrinsic Thin layer) solpaneler förhindrar effektivt Potential Induced Degradation (PID) genom strategisk användning av ett Transparent Conductive Oxide (TCO) film lager på glasytan. Detta TCO-lager förhindrar laddningspolarisering och motverkar strukturellt PID-nedbrytning. Tillsammans med heterojunktionsdesignen och det intrinsiska tunna lagret minimerar Maysuns HJT-solpaneler laddningsmigration, minskar ojämn strömfördelning och mildrar effektivt PID-risker, vilket säkerställer förbättrad stabilitet i utmanande miljöer. Dessutom är dessa paneler certifierade med Solar Module Test Module PID Resistance-IEC 62804, vilket garanterar överlägsen kvalitet.

Maysun Solars HJT-solpaneler har distribuerats till flera europeiska länder. Kunder har delat med sig av sin tillfredsställelse med den imponerande prestandan och tillförlitligheten hos Maysuns HJT-solpaneler.

Optimera systemdesignen:

En optimerad systemdesign är en annan viktig faktor för att förhindra PID-effekter. Optimera systemdesignen på följande sätt:

Maximum Power Point Tracker (MPPT): MPPT-teknik hjälper till att säkerställa att panelerna arbetar vid maximal effektpunkt under olika ljusförhållanden, vilket minskar risken för ojämn strömfördelning och bromsar uppkomsten av PID-effekt.

Strömjämknings-teknik: Införandet av strömjämknings-teknik hjälper till att bibehålla en jämn strömfördelning mellan panelerna, vilket därmed minskar möjligheten till PID-effekter orsakade av potentiella skillnader.

Skyddande beläggningar:

Användningen av damm-, vattenånga- och föroreningsresistenta skyddande beläggningar på ytan av solpaneler kan mildra attacken av ytföroreningar på panelerna och minska risken för PID-effekter.

Dessa beläggningar kan inkludera:

Dammresistenta beläggningar: Bromsar ned dammdepositionen och håller panelens yta ren.

Vattenångaresistenta beläggningar: Förhindrar vattenångans penetration och minskar effekten av fuktighet på potentiella skillnader.

Föroreningsresistenta beläggningar: Minskar vidhäftningen av fett, fågelspillning och andra föroreningar samt bibehåller ytan optiskt transparent.

Regelbunden rengöring:

Regelbunden rengöring av solpanelens yta är en nyckelåtgärd för att bibehålla systemets prestanda. Borttagning av damm, löv, fågelspillning och andra belastningar hjälper till att bibehålla en ren yta och minska bildandet av potentiella skillnader. Regelbunden rengöring hjälper också till att bibehålla panelens ljusöverföring och förbättra ljusabsorptionseffektiviteten.

Dessutom är PID ofta reversibel. Om PID uppstår, kan en avhjälpningsmetod innebära att jorda den negativa DC-terminalen på växelriktaren för att förhindra negativa spänningar på strängen. Detta tillvägagångssätt är effektivt när växelriktaren tillåter en sådan drift och alla nödvändiga designförsiktighetsåtgärder genomförs. En annan avhjälpningsstrategi är användningen av "anti-PID-boxar" placerade mellan strängen och växelriktaren. Dessa boxar inverterar potentialen som tillämpas av växelriktaren för att motverka negativa spänningar på drabbade solpaneler. Deras inverkan är att variera polariseringen av varje sträng över tid, vilket minskar sannolikheten för PID och tillåter att varje modul "återhämtar" sig från den negativa potential den upplevt.

Sedan 2008 har Maysun Solar dedikerat sig åt att tillverka förstklassiga solpaneler. Utforska vårt mångsidiga utbud, inklusive halvklippta, MBB, IBC, HJT och skinglade solpaneler tillgängliga i silver, helt svart, svart ram och glas-glas-utföranden. Panelerna stoltserar med utsökta designer och exceptionell prestanda, vilket förbättrar estetiken för alla byggnader. Med etablerade kontor, lager och varaktiga partnerskap med ledande installatörer i flera länder är Maysun Solar ett betrott val. För förfrågningar om PV eller de senaste priserna på solpaneler, kontakta oss gärna; vi är ivriga att hjälpa dig.

Referens:

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 också läsa: