Деградация солнечных модулей

Деградация солнечных модулей: причины и следствия

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.

Фото Деградация солнечных модулей: причины и следствия

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.