Mis on päikesepaneelide PID-vastane toime?
1.PID-efekt
PID täisnimi on: Potential Induced Degradation, mis tähendab potentsiaalset põhjustatud lagunemist.
PID-efekti avastas ja pakkus esmakordselt välja Ameerika ettevõte SunPower 2005. aastal. See viitab komponentide pikaajalisele kasutamisele kõrgepingel, lekkevoolu olemasolule katteklaasi, pakkematerjalide ja raamide vahel ning aku kogunemisele. suur laeng elemendi pinnal, mis halvendab passiveerimisefekti elemendi pinnal, mis viib täiteteguri, lühisevoolu ja avatud ahela pinge vähenemiseni, muutes komponendi jõudluse kavandatust madalamaks standard. Sumbumise aste võib ulatuda 50% -ni, kuid see sumbumine on pöörduv.
2. PID-efekti mehhanism
① Kõrgepinge efekt
Fotogalvaaniliste süsteemide laiaulatuslik rakendamine on toonud kaasa järjest kõrgemad süsteemipinged. Akumoodulid nõuavad sageli mitme mooduli järjestikku ühendamist, et saavutada muunduri MPPT tööpinge, mis toob kaasa väga kõrge avatud ahela pinge ja tööpinge.
Võttes näiteks 72-elemendi aku mooduli võimsusega 450 W STC keskkonnas, on 20-stringaku mooduli avatud vooluahela pinge koguni 1000 V ja tööpinge kuni 800 V. Kuna fotogalvaanilised elektrijaamad peavad olema varustatud piksekaitse ja maandusprojektidega, tuleb üldkomponentide alumiiniumsulamist raamid maandada ning akuelementide ja alumiiniumraami vahele tekib ligi 1000 V alalisvoolu kõrgepinge, mis põhjustab pinge nihe ahela ja metallist maandusraami vahel.
② Ioonide migratsioon
Akumooduli pakkematerjali ja selle ülemise ja alumise pinna materjalide ning akuelemendi ja selle maandatud metallraami vahelise kõrge pinge all toimub ioonide migratsioon, mille tulemuseks on komponentide jõudluse halvenemine.
Kui päikesepatarei polariseeritakse kõrge negatiivse pingega, tekib aku enda ja mooduli raami vahel asjakohane pingeerinevus. See on nullpotentsiaaliga, kuna enamasti on see maandatud, nii et päikesepatarei ja raami vahelise väga lühikese vahemaa ning tihendusmaterjali võimalike lisandite tõttu võib elemendi ja raami vahel tekkida vool, mis tekitab vooluleke kogu fotogalvaanilise mooduli jaoks.
3. PID-efekti põhjused
① Päikesepaneeli sisenev veeaur
Veeaurul on oluline mõju päikesepaneelide PID-efektile. Temperatuuri tõustes hakkab õhus olev veeaur kondenseeruma ja kogunema päikesepaneeli pinnale. Aja jooksul võib see kondenseerumine viia päikesepaneeli sisse niiskuse kogunemiseni, mis võib põhjustada probleeme.
Päikesepaneeli sisenev veeaur võib päikesepaneelide ja teiste päikesepaneeli komponentidega luua suletud elektriahela. Selle tulemuseks on elektrivoog, mis võib põhjustada päikesepaneelide halvema töö, kui peaks.
② EVA hüdrolüüs
PID-efekti teine peamine põhjus on etüleenvinüülatsetaadi (EVA) kapseldava materjali hüdrolüüs. EVA on päikesepaneelide tootmisel laialdaselt kasutatav kapseldusmaterjal. Kõrge niiskuse ja temperatuuriga kokkupuutel tekitab EVA äädikhapet (äädikat).
EVA hüdrolüüsil toodetud äädikhape interakteerub päikesepaneeli metallkomponentidega ja loob tee voolu liikumiseks. Selle voolu vool põhjustab väljundvõimsuse kadu.
③ Keemilised reaktsioonid klaasi pinnal
Kolmas PID-efekti põhjus on äädikhappe ja päikesepaneeli klaaspinna vaheline keemiline reaktsioon. Äädikhappe ja klaaspinna kombinatsioon annab naatriumatsetaati. Naatriumatsetaat on elektrolüüdilahus, mis võib elektrit juhtida. See elektrivool põhjustab väljundvõimsuse kadu.
④ Elektriväljas liikuvad naatriumiioonid
Neljas PID-efekti põhjus on naatriumioonide liikumine elektriväljas. Naatrium on klaasis kõige liikuvam ioon ja päikesepaneeli sisenedes reageerib see päikesepatareidega, luues suletud ahela.
Kui päikesepaneelid puutuvad kokku kõrge pingeerinevusega, võivad naatriumioonid päikesepaneeli sees migreeruda, tekitades suure elektripotentsiaaliga alasid. See elektrivool põhjustab väljundvõimsuse kadumise.
4. PID-testi meetod
On olemas konkreetne standardite seeria – IEC 62804 fotogalvaanilised (PV) moodulid: katsemeetod potentsiaalse indutseeritud lagunemise tuvastamiseks. Katsetingimused võimaliku indutseeritud lagunemise tuvastamiseks vastavalt standardile IEC 62084 on järgmised:
60 kraadi õhutemperatuur
85% suhteline õhuniiskus
Pinge eelpinge +1000V, -1000V, +1500V või -1500V (olenevalt PV-mooduli omadustest)
Testi koguaeg on 96 tundi
Läbimise kriteeriumid on peamiselt seotud katse lõpus mõõdetud võimsuse vähenemisega. Kui see ei ületa 5%, on test läbitud. Seetõttu ei taga see test, et PID-d ei teki või et moodul on PID-vaba. IEC 62804 sertifikaadi kohaselt väiksema võimsuse langusega PV-moodulid võivad olla PID-efektide suhtes kõige vastupidavamad. Praegu pikendavad mõned tootjad sertifitseerimise kestust (kuni 600 tundi) ja seda tüüpi testid on usaldusväärsed PID-efektidele vastupidavate toodete puhul.
5. PID-efekti lahendused
P-tüüpi kristalse räni moodulite (tavalised ASF-rakud, PERC-rakud) PID-efekt
Elektrijaamade reaalses töös on PID-summutus tavaline raamiga kristallilise räni moodulite puhul (sooda-lubiklaas, EVA-kile). Mida kõrgem on alalisvoolusüsteemi pinge, seda suurem on õhuniiskus ja mida kõrgem on temperatuur, seda tõsisem on PID sumbumine. P-tüüpi kristalse räni moodulite PID-efekti saab vähendada järgmiste meetoditega:
A. Kasutage Na+- ja Ca+2-ioonide eemaldamiseks lubja-naatriumklaasi asemel kvartsklaasi;
B. Kasutage topeltklaasist raamita mooduleid, et vältida raami maandust;
C. Kasutage komposiitraame (nailon, polüuretaan materjalid jne);
Parandage EVA-d või suurendage nitriidkile tihedust raku pinnal;
② N-tüüpi kristalse räni moodulite (TOPCon elemendid) PID-efekt
N-tüüpi kristalse räni moodulite PID-efekti ei põhjusta enam migreeruvad ioonid (Na+, Ca+2), vaid passivatsioonikihi dielektriline polarisatsioon, mis on põhjustatud aku ja mooduli raami potentsiaalide erinevusest. Seetõttu saab N-tüüpi kristalse räni moodulite PID-efekti ära hoida, lisades suurema juhtivuse ja madalama dielektrilise konstandiga passiveerimiskihi.
③ HJT aku komponentide PID-efekt
HJT aku struktuur on täiesti erinev PERC-st ja TOPConist. Passiveerimiskihis kasutatakse SiN4 asemel läbipaistvat oksiidjuhtivat kilet (TCO). Kõrgepinge nihketingimustes puudub kogunenud laengu jaoks isolatsioonikiht, mistõttu PID nähtust ei esine. Seetõttu võib HJT aku PID-le vastu seista.