اثر PID یک نقص سلول خورشیدی است که ناشی از پتانسیل ولتاژ بالا بین یک ماژول خورشیدی و زمین است. نصب پنل خورشیدی یک سرمایه گذاری بلند مدت است. خرید یک بار مصرف می تواند منبع دائمی برق را برای مصرف کنندگان فراهم کند. میانگین طول عمر پنل های خورشیدی سیلیکونی کریستالی موجود در حال حاضر 25 تا 30 سال است. بنابراین، چه عواملی بر عمر مفید پنل های خورشیدی تأثیر می گذارد؟ به عنوان مثال، بازده سلول های فتوولتائیک در طول زمان کاهش می یابد. علاوه بر این، یک عامل دیگر وجود دارد که نمی توان آن را نادیده گرفت: اثر PID.
اثر PID پانل های خورشیدی چیست؟
اثر PID که به عنوان تخریب القایی بالقوه نیز شناخته می شود، زمانی رخ می دهد که قطعات برای مدت طولانی در ولتاژ بالا کار کنند. این می تواند باعث ایجاد جریان نشتی بین شیشه پوشش، مواد محصور کننده پنل خورشیدی و قاب شود. تفاوت در بار الکتریکی باعث می شود یون های مثبت از شیشه، قاب و ساختار نصب به سلول فتوولتائیک خورشیدی حرکت کنند. هنگامی که بار زیادی روی سطح سلول جمع می شود، می تواند به اتصال PN سلول آسیب برساند. اثر غیرفعال سازی روی سطح سلول بدتر می شود و باعث کاهش ضریب پر، جریان اتصال کوتاه و ولتاژ مدار باز می شود. این باعث می شود عملکرد قطعه کمتر از آنچه در نظر گرفته شده بود، در نتیجه عملکرد کلی آن کاهش یابد.
چه چیزی باعث اثر PID در پنل های خورشیدی می شود؟
- کیفیت مواد خام مورد استفاده برای پنل های خورشیدی: مانند شیشه، درزگیرها و مواد محصور کننده پنل خورشیدی، تأثیر قابل توجهی بر روی اینکه آیا پنل خورشیدی اثر PID را تجربه می کند، دارد. به عنوان مثال:اگر شیشه ای با مقدار زیادی سدیم انتخاب شود یا اگر مواد محصور کننده پنل خورشیدی استفاده شده نتواند از ورود بخار آب جلوگیری کند، می تواند باعث ایجاد اثر PID در پنل خورشیدی شود.
- محل نصب پنل های خورشیدی: عوامل محیطی اصلی که باعث اثر PID می شوند دما و رطوبت بالا هستند. جایی که یک پروژه انرژی خورشیدی نصب می شود، تأثیر آن را بر پانل های خورشیدی تعیین می کند. به دلیل رطوبت، رطوبت به ماژول پنل خورشیدی نفوذ می کند و باعث افزایش جریان نشتی می شود، فرآیندی که در دماهای بالا تسریع می شود و بر بازده پنل های خورشیدی تأثیر می گذارد.
- ولتاژ سیستم و مقیاس پنل‌های خورشیدی: به طور کلی، هر چه تعداد پنل‌ها به صورت سری بیشتر وصل شوند، ولتاژ سیستم بالاتر می‌رود و جریان سرگردان یا جریان نشتی بیشتر در صورت وجود اختلاف پتانسیل بین سلول‌های فتوولتائیک خورشیدی و زمین، بیشتر می‌شود. احتمال پدیده PID بیشتر است. به طور کلی سیستم های 1500 ولتی نسبت به سیستم های 1000 ولتی در معرض خطر بیشتری هستند.
راه حل های اثر تخریب القایی بالقوه (PID) در ماژول های PV
در صورتی که با اتلاف غیرمنتظره و غیرمنطقی برق در نیروگاه فتوولتائیک خود مواجه هستید، ممکن است اثر PID را در ماژول های PV تجربه کنید.
تخریب ناشی از پتانسیل (PID) پدیده ای است که در طول زمان (ماه ها یا حتی سال ها) به وجود می آید. ممکن است در مراحل اولیه کارخانه ناچیز باشد، اما با گذشت زمان، در مراحل پیشرفته بیشتر قابل توجه می شود و باعث تلفات مهم نیرو می شود. با این حال، تعیین علت اصلی همیشه آسان نیست.
PID کجا در ماژول های PV رخ می دهد؟
PID مربوط به پتانسیل منفی است که هر ماژول PV هنگام کار در شرایط عملیاتی عادی می تواند با آن مقابله کند. ماژول های PV به صورت سری به هم متصل می شوند تا یک رشته ایجاد کنند و ولتاژ کلی رشته بین تمام ماژول های PV منفرد توزیع می شود. چگونگی این توزیع ولتاژ به نوع اینورتر مورد استفاده بستگی دارد.
چگونه پنل های خورشیدی می توانند از اثر PID در استفاده جلوگیری کنند؟
اثر PID بسته به علت ایجاد آن می تواند برگشت پذیر یا غیرقابل برگشت باشد. متأسفانه، PID (تخریب ناشی از پتانسیل) چیزی است که در اثر واکنش های الکتروشیمیایی داخلی نمی توان از آن اجتناب کرد. این می تواند منجر به لایه لایه شدن لایه نازک یا خوردگی گالوانیکی در پانل های فتوولتائیک شود. اگر اثر PID ناشی از عوامل خارجی باشد، راه هایی برای جلوگیری و حل آن وجود دارد.
- از دستگاهی استفاده کنید که از PID جلوگیری می کند. جعبه ضد PID دستگاهی است که جهت جریان الکتریکی اینورتر را تغییر می دهد. این به مقابله با اثرات منفی روی ماژول های PV ناشی از ولتاژ کمک می کند. هدف این جعبه ها جلوگیری از ماندن بیش از حد هر رشته در قطب یکسان است. این به کاهش شانس PID (تخریب ناشی از بالقوه) کمک می کند و به هر ماژول اجازه می دهد تا از پتانسیل منفی ای که ممکن است تجربه کرده است، بازیابی کند.
- طراحی یک سیستم نصب که کاربردی و منطقی باشد. هوای با دمای بالا می تواند تأثیر منفی بر نیروگاه های فتوولتائیک داشته باشد. با این حال، این مشکل را می توان با اجرای یک سیستم نصب به خوبی طراحی شده برطرف کرد. اطمینان حاصل کنید که قطعات، اینورترها و جعبه های توزیع دارای قابلیت تهویه مناسب و اتلاف گرما هستند. علاوه بر این، اگر اینورتر اجازه دهد، می‌توانید با اتصال زمین ترمینال منفی DC اینورتر، مشکل را برطرف کنید.
- انتخاب روش انکپسولاسیون پنل خورشیدی موثر. رطوبت عاملی است که می تواند باعث ایجاد اثر PID شود. با استفاده از کپسوله سازی مناسب پنل خورشیدی، می توانید از ورود بخار آب و ایجاد واکنشی که اسید استیک در فیلم EVA ایجاد می کند، جلوگیری کنید. سپس این اسید با قلیایی روی سطح شیشه واکنش می دهد و یون های سدیم ایجاد می کند که می توانند آزادانه حرکت کنند. این به جلوگیری موثر از وقوع اثر PID کمک می کند.
عواملی که تعیین می کنند آیا یک سیستم PV در معرض PID است یا خیر
- ماژول و سلول های PV
- پیکربندی سیستم PV
- فاکتورهای محیطی
روش مقابله با اثر PID بر روی پنل های خورشیدی
بهترین راه برای مقابله با اثرات PID آگاهی از آن و انجام اقدامات پیشگیرانه به موقع است.
بهترین راه برای تعیین وجود اثر PID در یک سیستم PV زمانی است که:
- مشاهده فیزیکی
- بازرسی و آزمایش سیستم در یک روز با تابش خوب
- صحت و سلامت اینورتر هایی که به‌درستی انتخاب شده‌اند
به طور کلی، PID یک رویداد تقریبا تصادفی است که می تواند تأثیر متفاوتی بر روی هر سلول یا آرایه پنل داشته باشد.