พื้นหลัง
การย่อยสลายตัวที่อาจเกิดขึ้น (PID) ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือในระยะยาวของโมดูลเซลล์แสง การแก้ไข PID เกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจสาเหตุและการใช้โซลูชันที่มีประสิทธิภาพ สัมมนา Solis นี้จะเจาะลึกเกี่ยวกับกลไก PID เฉพาะสำหรับแผงเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด P และ N โดยนำเสนอข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิธีการป้องกัน
สาเหตุหลักของ PID
ปรากฏการณ์กระแสการรั่วไหล:
ฉนวนกันความร้อนที่ไม่ดีในแผง PV นำไปสู่กระแสการรั่วไหลโดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่ชื้นทำให้ไอน้ำแทรกซึม ปฏิกิริยาทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับฟิล์ม EVA แก้วและไอน้ำจะสร้าง Na+ ส่งผลให้ PID ภายใต้อิทธิพลของสนามไฟฟ้าที่ใช้
แรงดันไฟฟ้าของระบบสูง:
โดยปกติแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิดของซีรี่ส์ PV เดียวอยู่ที่ประมาณ 1000V แรงดันไฟฟ้าในการทำงานอยู่ที่ประมาณ 800V กรอบอลูมิเนียมอัลลอยด์ของส่วนประกอบต้องการการป้องกันฟ้าผ่าและการต่อสายดิน การกำหนดค่านี้สร้างแรงดันไฟฟ้าสูง DC ที่สำคัญระหว่างแบตเตอรี่และกรอบอลูมิเนียม ดังนั้นความอคติของแรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นระหว่างเซลล์ PV และกรอบกราวด์โลหะ ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำที่มีศักยภาพ
โมดูล PV ประเภทหลัก PID
ลักษณะเอฟเฟกต์ PID ของโมดูลชนิด P (โมดูลแก้วสองชั้น)
กลไก PID ของโมดูล PV สองด้าน PERC ชนิด P
ดังที่แสดงในรูปสำหรับส่วนประกอบกระจกสองด้านชนิด P ด้านหน้าโดยทั่วไปคือ PID-S ส่วนหลังโดยทั่วไปเป็น PID-P และ PID-C อาจเกิดขึ้น เนื่องจากการพิจารณาการป้องกันฟ้าผ่าและการต่อสายดินของเฟรมโมดูล PV ทำให้เกิดอคติเชิงลบระหว่างแผงและเฟรม ในเวลานี้เส้นขอบจะประจุบวกและ Na+ ในกระจกด้านหน้าจะย้ายและรวมตัวกันในชั้นฟิล์มกาวบนพื้นผิวของแบตเตอรี่และกระจายและเติมข้อบกพร่องของคริสตัลซิลิคอนผ่านทางแยก PN จึงสร้างช่องกระแสรั่วที่ปลายทั้งสองของแยก PN
เนื่องจากอคติเชิงลบ Na+ ในกระจกด้านหลังจะรวมตัวเข้ากับชั้นฟิล์มกาวที่ด้านหลังของแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว ดึงดูดอิเล็กตรอนที่ด้านหลังและชั้นพาสซีฟดั้งเดิมที่มีประจุลบ ส่งผลให้เอฟเฟกต์การพาสซีฟเสื่อมสภาพ ส่งผลให้เกิดการลดทอนของ PiD-P และยิ่งใกล้เคียงกับแผงเอาต์พุตเชิงลบมากเท่าไหร่ความล้มเหลว PID ก็จะยิ่งชัดเจนยิ่งขึ้น
ลักษณะเอฟเฟกต์ PID ของโมดูลชนิด P (โมดูลแก้วสองชั้น)
ดังที่แสดงในรูป สำหรับแบตเตอรี่ชนิด N ด้านหน้ามักจะเป็นการลดทอนของ PID-S และ PID-P และด้านหลังโดยทั่วไปจะเป็นการลดทอนของ PID-S ด้านหน้าจะคล้ายกับแอพพลิเคชั่นแผง P โดยมีอคติเชิงลบระหว่างแผงและกรอบ Na+ ในกระจกด้านหน้าสะสมอยู่บนพื้นผิวของแบตเตอรี่ ในอีกด้านหนึ่ง Na+ ผ่านทางแยก PN เพื่อสร้างช่องกระแสรั่ว ส่งผลให้ PID-S ในทางกลับกันอิเล็กตรอนเชิงลบของชั้นพาสซีฟถูกดึงดูดโดย Na+ ซึ่งนำไปสู่การเสื่อมสภาพของเอฟเฟกต์การพาสซีฟส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ Pid-P
เมื่อเทียบกับโมดูล PV ชนิด P ตัวพาบวกของโมดูล PV ชนิด N คืออิเล็กตรอน ซึ่งจะมีการสูญเสีย PID-S มากขึ้นและการสูญเสียจะร้ายแรงกว่าที่ด้านหลัง เนื่องจากความเอียงเชิงลบที่ด้านหลัง Na+ ในกระจกด้านหลังจึงรวมตัวเข้ากับชั้นฟิล์มกาวที่ด้านหลังของแบตเตอรี่อย่างรวดเร็ว ผ่านทางแยก PN และสร้างช่องกระแสรั่ว ส่งผลให้เกิดการลดทอนของ PID
จากการวิเคราะห์ข้างต้นการกระตุ้นของเอฟเฟกต์ PID ที่เกิดจากโมดูล PV ประเภท N หรือ P-type นั้นสอดคล้องกันและเฉพาะประเภท PID เท่านั้นที่โดดเด่นในระนาบที่แตกต่างกันดังนั้นวิธีการป้องกันจึงเหมือนกันโดยส่วนใหญ่มีดังนี้:
โซลูชันการต่อสายดินโดยตรงเชิงลบ:
การต่อสายดินอิเล็กโทรดลบของโมดูล PV หรืออินเวอร์เตอร์ผ่านตัวต้านทานหรือฟิวส์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าแรงดันไฟฟ้าลบของโมดูลและกรอบโลหะต่อสายดินยังคงศักยภาพเท่ากัน โซลูชันนี้ส่วนใหญ่ใช้ในอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ดังแสดงในรูป
หมายเหตุ: โซลูชันนี้ จำกัด อยู่ที่การใช้อินเวอร์เตอร์แยกต่างหาก อินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ที่ไม่แยกต่างหากต้องการหม้อแปลงแยกเพิ่มเติมซึ่งก่อให้เกิดค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างสูงขึ้นและมีระดับความปลอดภัยที่ต่ำกว่า
โซลูชันการต่อสายดินที่เป็นกลางเสมือนจริง:
เหมาะสำหรับสถานีไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ขนาดใหญ่ซึ่งประกอบด้วยอินเวอร์เตอร์ไฟฟ้าโซลาร์เซลล์แบบสตริงและอินเวอร์เตอร์แบบรวมศูนย์ การเพิ่มศักยภาพของจุดกลางเสมือนทำให้แรงดันไฟฟ้าสตริง PV เชิงลบใกล้กับศักยภาพเป็นศูนย์ ทำให้สามารถระงับ PID ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
หมายเหตุ: แม้ว่าจะเหมาะสำหรับการป้องกัน PID ในโครงการใหม่ แต่โซลูชันนี้ไม่สามารถซ่อมแซมระบบ PV ที่ได้รับผลกระทบจาก PID ได้ มันไม่ได้ให้การป้องกันแบบจุดต่อจุดและความล้มเหลวของอุปกรณ์อาจส่งผลต่อการป้องกันโมดูลของอาร์เรย์ย่อย PV ทั้งหมด
โซลูชันแรงดันไฟฟ้าอคติต่อหน้า:
การใช้โมดูล PID ภายในหรือภายนอกของอินเวอร์เตอร์จะมีการใช้แรงดันเบียงบวกกับอิเล็กโทรดบวกและลบของสตริง PV เพื่อซ่อมแซมเอฟเฟกต์ PID โซลูชันนี้มีโหมดเอาต์พุตต่างๆ
การปฏิบัติปัจจุบัน: แนวทางที่เกิดขึ้นเกี่ยวข้องกับการใช้เทคโนโลยี Anti-PID ในตัวส่วนใหญ่ในอินเวอร์เตอร์ Solis เทคโนโลยีนี้ช่วยอำนวยความสะดวกในการซ่อมแซม PID ระดับสายภายในหน่วยอินเวอร์เตอร์ ช่วยเพิ่มความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของกระบวนการซ่อมแซม น่าสังเกตว่าวิธีการนี้ช่วยลดความจำเป็นในการเข้าถึงหม้อแปลง
บทสรุป
สรุปได้ว่าการใช้โซลูชัน PID ที่สม่ำเสมอเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการทำงานที่มีประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของโมดูล PV ชนิด N และ P-type อินเวอร์เตอร์ Solis ติดตั้งโมดูลซ่อม PID ในตัวเป็นตัวเลือกร่วมสมัยและเชื่อถือได้สำหรับการเพิ่มประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าโซลาร์เซลล์