Koks yra saulės skydelio anti-PID poveikis?
1.PID efektas
Pilnas PID pavadinimas yra: Potential Induced Degradation, o tai reiškia galimą sukeltą degradaciją.
PID efektą pirmą kartą atrado ir pasiūlė amerikiečių kompanija SunPower 2005 m. Tai reiškia ilgalaikį komponentų veikimą esant aukštai įtampai, nuotėkio srovės buvimą tarp dengiamojo stiklo, pakavimo medžiagų ir rėmų bei didelis krūvis elemento paviršiuje, dėl kurio pablogėja pasyvavimo efektas elemento paviršiuje, dėl to sumažėja užpildymo koeficientas, trumpojo jungimo srovė ir atvirosios grandinės įtampa, todėl komponento našumas yra mažesnis nei numatyta. standartinis. Slopinimo laipsnis gali siekti 50%, tačiau šis slopinimas yra grįžtamas.
2. PID efekto mechanizmas
① Aukštos įtampos efektas
Dėl didelio masto fotovoltinių sistemų taikymas didėja ir aukštesnė sistemos įtampa. Baterijos moduliams dažnai reikia nuosekliai sujungti kelis modulius, kad būtų pasiekta keitiklio MPPT darbinė įtampa, o tai lemia labai didelę atviros grandinės įtampą ir darbinę įtampą.
Pavyzdžiui, 450 W 72-elemento baterijos modulį STC aplinkoje, 20-styginio akumuliatoriaus modulio atvirosios grandinės įtampa siekia 1000 V, o darbinė įtampa siekia 800 V. Kadangi fotovoltinėse elektrinėse reikia įrengti apsaugą nuo žaibo ir įžeminimo projektus, bendrųjų komponentų aliuminio lydinio rėmai turi būti įžeminti, o tarp akumuliatoriaus elementų ir aliuminio rėmo susidarys beveik 1000 V nuolatinės srovės aukšta įtampa, todėl įtampos poslinkis tarp grandinės ir metalinio įžeminimo rėmo.
② Jonų migracija
Esant aukštai įtampai tarp akumuliatoriaus modulio pakavimo medžiagos ir medžiagų, esančių jo viršutiniame ir apatiniame paviršiuose bei tarp akumuliatoriaus elemento ir jo įžeminto metalinio rėmo, vyksta jonų migracija, dėl kurios pablogėja komponento veikimas.
Kai saulės elementas yra poliarizuotas aukšta neigiama įtampa, tarp pačios baterijos ir modulio rėmo atsiranda atitinkamas įtampos skirtumas. Tai yra nulinio potencialo, nes didžiąją laiko dalį jis yra įžemintas, todėl dėl labai mažo atstumo tarp saulės elemento ir rėmo ir dėl galimų priemaišų sandarinimo medžiagoje tarp elemento ir rėmo gali susidaryti srovė. srovės nuotėkis visam fotovoltiniam moduliui.
3. PID efekto priežastys
① Vandens garai, patenkantys į saulės kolektorių
Vandens garai turi didelę įtaką PID efektui saulės kolektoriuose. Kylant temperatūrai, ore esantys vandens garai pradeda kondensuotis ir kauptis saulės baterijos paviršiuje. Laikui bėgant dėl šio kondensato saulės baterijos skydelyje gali kauptis drėgmė, o tai gali sukelti problemų.
Vandens garai, patekę į saulės kolektorių, gali sukurti uždarą elektros grandinę su saulės baterijomis ir kitais saulės skydelio komponentais. Dėl to atsiranda elektros srautas, dėl kurio saulės kolektorius gali veikti prasčiau nei turėtų.
② EVA hidrolizė
Antroji pagrindinė PID poveikio priežastis yra etileno vinilacetato (EVA) kapsuliuojančios medžiagos hidrolizė. EVA yra plačiai naudojama kapsuliuojanti medžiaga saulės kolektorių gamyboje. Esant didelei drėgmei ir temperatūrai, EVA yra linkusi gaminti acto rūgštį (actą).
Acto rūgštis, susidaranti hidrolizuojant EVA, sąveikauja su metaliniais saulės skydelio komponentais ir sukuria kelią srovei tekėti. Dėl šios srovės prarandama išėjimo galia.
③ Stiklo paviršiaus cheminės reakcijos
Trečioji PID efekto priežastis – cheminė reakcija tarp acto rūgšties ir stiklinio saulės baterijos paviršiaus. Dėl acto rūgšties ir stiklo paviršiaus derinio susidaro natrio acetatas. Natrio acetatas yra elektrolito tirpalas, galintis praleisti elektrą. Dėl šio elektros srauto prarandama galia.
④ Natrio jonai, judantys elektriniame lauke
Ketvirtoji PID efekto priežastis – natrio jonų judėjimas elektriniame lauke. Natris yra judriausias stiklo jonas, kuris, patekęs į saulės kolektorių, reaguoja su saulės elementais, sukurdamas uždarą grandinę.
Kai saulės kolektoriai yra veikiami didelio įtampos skirtumo, natrio jonai gali migruoti saulės kolektorių viduje ir sukurti didelio elektros potencialo sritis. Dėl šio elektros srauto prarandama galia.
4. PID tyrimo metodas
Egzistuoja tam tikra standartų serija – IEC 62804 fotovoltiniai (PV) moduliai: Bandymo metodas galimai sukeltai degradacijai aptikti. Galimos sukeltos skilimo nustatymo bandymo sąlygos pagal IEC 62084 yra šios:
60 laipsnių oro temperatūra
85% santykinė oro drėgmė
Įtampos poslinkis +1000V, -1000V, +1500V arba -1500V (priklausomai nuo PV modulio charakteristikų)
Bendras bandymo laikas yra 96 valandos
Tinkamumo kriterijai daugiausia susiję su galios sumažėjimu, išmatuotu bandymo pabaigoje. Jei jis neviršija 5%, testas yra išlaikytas. Todėl šis testas neužtikrina, kad PID neatsiras arba kad modulyje nėra PID. PV moduliai, kurių galia mažėja pagal IEC 62804 sertifikatą, gali būti atspariausi PID poveikiui. Šiuo metu kai kurie gamintojai pratęsia sertifikavimo trukmę (iki 600 valandų), o tokio tipo testai yra patikimi gaminiams, kurie yra atsparūs PID poveikiui.
5. PID efekto sprendimai
P tipo kristalinio silicio modulių PID poveikis (įprastos ASF ląstelės, PERC ląstelės)
Faktiškai eksploatuojant elektrines PID slopinimas yra įprastas įprastuose kristalinio silicio moduliuose su rėmeliais (natrio kalkių stiklas, EVA plėvelė). Kuo didesnė nuolatinės srovės sistemos įtampa, tuo didesnė drėgmė, o kuo aukštesnė temperatūra, tuo rimtesnis PID slopinimas. P tipo kristalinio silicio modulių PID efektas gali būti sumažintas šiais būdais:
A. Vietoj natrio kalkių stiklo naudokite kvarcinį stiklą, kad pašalintumėte Na+ ir Ca+2 jonus;
B. Naudokite dvigubo stiklo berėmius modulius, kad išvengtumėte rėmo įžeminimo;
C. Naudokite kompozicinius rėmus (nailono, poliuretano medžiagų ir kt.);
Pagerinti EVA arba padidinti nitrido plėvelės tankį ląstelės paviršiuje;
② N tipo kristalinio silicio modulių (TOPCon elementų) PID efektas
N tipo kristalinio silicio modulių PID efektą sukelia nebe migruojantys jonai (Na+, Ca+2), o pasyvavimo sluoksnio dielektrinė poliarizacija, kurią sukelia potencialų skirtumas tarp baterijos ir modulio rėmo. Todėl N tipo kristalinio silicio modulių PID efekto galima išvengti įvedant pasyvavimo sluoksnį su didesniu laidumu ir mažesne dielektrine konstanta.
③ HJT akumuliatoriaus komponentų PID efektas
HJT akumuliatoriaus struktūra visiškai skiriasi nuo PERC ir TOPCon. Pasyvavimo sluoksnyje vietoj SiN4 naudojama skaidri oksido laidžioji plėvelė (TCO). Aukštos įtampos poslinkio sąlygomis nėra sukauptam krūviui izoliuojančio sluoksnio, todėl PID reiškinio neatsiras. Todėl HJT baterija gali atsispirti PID.