ЧТО ТАКОЕ PID ИЛИ ДЕГРАДАЦИЯ СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ В СЛЕДСТВИЕ УВЕЛИЧЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛА
Научный термин Potential Induced Degradation (сокращенно PID) означает существенную потерю мощности в течение гарантийного срока отдельного фотоэлектрического модуля или последовательно соединенных солнечных панелей, составляющих солнечную электростанцию.
Существует 2 вида деградации:
- Реверсивный (поляризационный)
- Необратимый (через электрическую коррозию)
Поляризационной деградации солнечных батарей можно избежать или некоторыми мерами восстановить мощность. Во втором случае проблема не решается.
Потенциал солнечной батареи относительно земли
Поляризация возникает, когда поверхность солнечных модулей или их опорных элементов приобретает отрицательного потенциала относительно земли. Это возможно не только из-за плохо изолированные контакты. Особенности некоторых пленок и стекла такие, что для повышения прозрачности в их химическом составе есть соли натрия. Ионы этого активного металла через диффузию накапливаются в поверхностных слоях и поляризуются.
Поляризация приводит или к короткому замыканию p-n переходов, или к появлению разности потенциалов на поверхности оборудования. Через PID за относительно короткий срок солнечные электростанции могут снижать мощность на 50 – 80% от номинала, заявленного производителем в техпаспорте. Что не только помешает получать прибыль, но и не даст окупить затраты на приобретение и монтаж оборудования.
Факторы, которые повышают риск деградации солнечных панелей:
- Погодные условия (повышенная влажность и температура, их резкие колебания);
- Попадание посторонних предметов (пыль, листья, лед и т.д.);
- Повреждения изоляционного слоя;
- Конструкционные ошибки;
- Структура дешевых полупроводниковых материалов;
- Неправильно подобранный электрический преобразователь.
На погоду люди пока влиять не научились. А с другим возможно справиться. Контроль качества материалов и своевременное устранение повреждений и загрязнений, использование специальных инверторов тока и заземления позволяют продлить срок работы солнечных батарей с высокой эффективностью.
Как определить PID?
Если ваш домашний или коммерческая солнечная электростанция еще на гарантии, но даже при ясной погоде не дает заявленной в техпаспорте напряжения или силы тока – возможно, это потеря мощности из-за реверсивную деградации солнечных панелей. Как в этом убедиться, чтобы устранить проблему?
1. Определение на уровне фотоэлемента. Измерьте напряжение на контактах. Если есть отклонения от проектной мощности при оптимальных показателях освещения и температуры – измерьте показатели на окружающих поверхностях. На них не должно быть статического заряда. Есть? Это PID.
2. Определение на уровне панели. Можно увидеть различие в работе отдельных элементов солнечной панели, если применить ЭЛ тест. Нужен стенд с телеметрическим оборудованием, а на фотоэлементы надо подать питание с обратным напряжением. На экранах стенда очень четко видно, что поврежденные ячейки имеют темную окраску. Чем больше пораженных p-n переходов – тем темнее.
3. Определение на уровне цепочки солнечных батарей. Измерьте показатели на крайних панелях, если они соединены последовательно. Затем измеряйте показатели от самой дальней в ближайшую относительно инвертора. Если нарушена пропорциональность роста напряжения от модуля к модулю – надо принимать меры против поляризации.
В зависимости от типа солнечных панелей и разновидности инвертора решением проблемы могут быть заземления опор или использование PID Box, или замена поврежденных модулей. И не забывайте об элементарном очистки поверхностей от пыли.
Необратимая деградация солнечных панелей
Необратимую деградацию солнечных панелей вызывают процессы коррозии металлов и разрушение стеклянных или полимерных элементов под воздействием различных факторов. Ими могут быть:
- влага
- температура
- ультрафиолетовое излучение
- cлучайные механические повреждения
Влага попадает на металлические части конструкции в виде дождя, снега, тумана, утренней росы, конденсации бытовых или промышленных испарений. Обычно металл, используемый для наружных работ, имеет защитные покрытия – краску, полимерные пленки или примеси антикоррозионных соединений в химическом составе. Но под влиянием времени, температуры и от повреждений защиту теряет свои свойства.
Колебания температур вредит и неметаллическим составляющим солнечных модулей. Сначала появляются микро-трещины, в которые попадает влага замерзает и расширяет их. Скапливается пыль, имеющий к тому же абразивные свойства – стеклянные и пленочные поверхности теряют прозрачность, поэтому полупроводниковые компоненты получают меньше солнечной энергии, как следствие – снижают мощность.
Ультрафиолет почти не действует на стекло, но полимерные пленки очень чувствительны к его воздействию. Поэтому тонкопленочные солнечные панели имеют значительно меньший срок гарантии, чем моно- или поликристаллические. Но и среди пленок есть чемпионы и аутсайдеры – лучшим из них покрытием для фотоэлементов считается этилвинилацетат (EVA), худшим – полиэтилен или полипропилен. Но в состав EVA входит уксусная кислота, и уже она составляет коррозионную угрозу для других соединений.
А от необратимой деградации солнечных батарей в результате случайных механических повреждений не убережется никто. Град, сильный ветер, падение птицы или неосторожное обращение при обслуживании могут разрушить целостность защитного слоя или всей конструкции в зависимости от приложенного силы.
Но не все так плохо. Все риски просчитаны производителями и оборудования бытовой или коммерческой солнечной электростанции имеет шансы эффективно проработать отведенный срок. Если, конечно, предотвратили поляризационной деградации солнечных батарей. Разобраться с этим подробно и решить проблему в каждом конкретном случае помогут специалисты нашей компании.
