Деградацией солнечных батарей (международный термин potential induced degradation или PID) называется снижение выработки электроэнергии из-за физических изменений в структуре самой панели.
Деградацией солнечных батарей (международный термин potential induced degradation или PID) называется снижение выработки электроэнергии из-за физических изменений в структуре самой панели. В результате некоторых явлений формируются паразитные связи между полупроводниковыми ячейками и защитным корпусом, ламинацией или стеклянной защитой. Через них протекают токи утечки, уменьшающие эффективность гелиосистемы.
Деградируют все существующей конструкции – поликристаллические, монокристаллические, пленочные. Вопрос в том, как быстро это происходит. Исследования показывают:
- Для качественных солнечных панелей PID составляет 2-3% от их первоначальной производительности в первый год и порядка 0,7% в последующие годы эксплуатации.
- Деградация гелиомодулей низкого качества, а это почти весь дешевый сегмент, непредсказуема и может достигать 20% за первый год. Такие цифры перечеркивают любую экономию на этапе покупки – все расчеты окупаемости солнечной электростанции оказываются неверными.
Поэтому выбор качественных солнечных панелей с минимальной и четко регламентируемой временной деградацией – самый важный момент на этапе проектирования.
Деградация солнечных панелей происходит как из-за неправильного режима эксплуатации, так и при воздействии некоторых внешних факторов
1. Строение модулей.
Согласно последним исследованиям основным элементом, вызывающим повышенную деградацию солнечных модулей, является натрий. Вполне вероятно, что катализаторами процесса выступают и другие активные металлы. Поэтому особое внимание уделяется выбору:
- фронтального стекла – кварцевое стекло не содержит натриевых соединений и предотвращает деградацию;
- инкапсулирующего материала – пленка из винилацетата этилена EVA пресекает поляризацию, а уксусная кислота в ее составе снижает негативные последствия коррозии стекла;
- диффузионного барьера между стеклом и электрически активными зонами полупроводника – диоксид кремния отлично изолирует токи утечки.
Антирефлекторные покрытия увеличивают захват солнечного излучения и повышают выработку электричества. Но если в их составе присутствует натрий, такой «помощник» способствует деградации.
2. Схемотехника всей системы
Критично входное напряжение, а точнее его знак относительно заземления. Такая деградация «лечится правильным выбором оборудования и схемы его подключения.
3. Влияние окружающей среды
Многократные опыты показали, что PID растет при:
- увеличении влажности и/или температуры;
- резких температурных перепадах;
- часто повторяющихся циклах замерзания и оттаивания.
Внешние факторы усиливают паразитные токи и часто ведут к необратимым последствиям.
Вовремя обнаружить деградацию солнечной панели помогают регулярные измерения напряжения холостого ходя каждого модуля. Если доступ к объекту ограничен, можно воспользоваться электролюминесценцией.
Своевременная диагностика позволяет вовремя нейтрализовать причины PID и их последствия, а также восстановить нормальную работу системы с помощью специальных мероприятий.
