عند الحديث عن الألواح الشمسية وضمانها مدى الحياة الذي يتراوح بين 19 و30 عامًا، تنخفض كفاءتها خلال هذه الفترة. يعلم الجميع ذلك، ولكن في بعض الأحيان، تفقد وحدات الطاقة الشمسية كفاءتها خلال فترة قصيرة، مثل عام أو عامين. هذا أمر مُرهق، ولكن في بعض الأحيان يكون كلٌّ من المُصنِّع والعميل مسؤولين عن ذلك. نقص المعلومات أمرٌ آخر، ولكن الحصول على لوحة شمسية غير مُعتمدة قد يكون سببًا مُحتملًا للتلف المُستحث المُحتمل لألواحك الشمسية. دعونا نناقش التلف المُستحث المُحتمل للخلايا والألواح الشمسية، وأسبابه، واختباراته، والإجراءات الوقائية.
ما هو التدهور المحتمل المستحث؟
يحدث التدهور نتيجةً لارتفاع فرق الجهد بين الخلية (شبه الموصل) وأجزاء أخرى من الوحدة، مثل الحامل وإطار الألومنيوم والزجاج. ونتيجةً لهذا الفرق، يحدث تسرب للتيار، مما يُسبب هجرة الأيونات الموجبة والسالبة.
- الأيونات السالبة: يبدأ بالتسرب من إطار الألومنيوم.
- الأيونات الموجبة: وتسمى أيضًا أيونات الصوديوم، وتبدأ بالهجرة والتسرب نحو سطح الخلية.
يُقلل هذا التسرب من التأثير الكهروضوئي بتلويث الخلية، مما يؤدي إلى فقدان الطاقة. قد يصل فقدان الطاقة الناتج عن التدهور المُستحث المحتمل إلى 20%. مع ذلك، قد لا تُلاحظه فورًا، ويستغرق الأمر شهورًا وسنوات حتى يُصبح العيب ملحوظًا.
ما هو التدهور المحتمل الناجم عن الخلايا والألواح الشمسية؟
تُشكّل عدة خلايا شمسية متصلة ألواحًا شمسية. المكونات الرئيسية للمناقشة هي الخلايا الشمسية وإطارها المصنوع من الألومنيوم. التحلل المُستحث المحتمل يحدث في الألواح والخلايا الشمسية عندما تكون اللوحة الشمسية الاستقطاب بجهد سالب مرتفع. ولكن هناك تغير كبير في الجهد في إطار الألومنيوم والخلية.
عادةً ما يكون الإطار مؤرضًا، وبالتالي يكون جهد التيار صفرًا. ونظرًا لوجود شوائب وقصر المسافة بين الخلايا الشمسية وإطارها، يتولد تيار كهربائي بين الخلية والإطار، مما يؤدي إلى تسرب التيار من الوحدة الكهروضوئية بأكملها.
انظر أيضا: ما هي أنواع الألواح الشمسية الأربعة؟
ما هو تأثير PID في الطاقة الشمسية؟ ما الذي يسبب فقدان PID في الطاقة الشمسية؟
باختصار، إنها علامة على شيخوخة الخلايا الشمسية والألواح الشمسيةيؤدي هذا في الأساس إلى تدهور أداء الألواح. التدهور المُستحث المحتمل هو نتيجة عوامل عديدة تتفاعل معًا على مدى فترة طويلة من الزمن. لا يحدث هذا بين عشية وضحاها.
1. موقع
وهو يتضمن موقع منزلك من حيث خطوط الطول والعرض بالإضافة إلى الظروف المناخية، يُعدّ التعرض للرطوبة والحرارة العالية عاملين مرتبطين بموقع تركيب الألواح الشمسية، وتختلف هذه العوامل من مكان لآخر.
2. تدابير التخفيف من التدهور الناجم المحتمل
الأجهزة المصممة خصيصًا لتقليل تأثير التدهور المحتمل غير مثبتة بشكل صحيح ولا يوجد التأريض السلبي. ستعمل الأجهزة الأفضل على تقليل تأثير PID وإلا فإن الأمر سيزداد سوءًا مع مرور الوقت.
3. جودة المواد الخام
يُعتبر الزجاج، والمواد المُغلّفة، ووجود الشوائب (الصوديوم)، وما إلى ذلك، موادًا خامًا للخلية الشمسية. جودة المواد الخام مهمة لأنها... كتلة بناء الخلية الشمسيةعلى سبيل المثال، وجود الصوديوم أثناء تصنيع الزجاج سوف يسبب آثارًا ضارة للزجاج.
4. جودة مكونات الألواح الشمسية
جودة مكونات الألواح الشمسية، مثل أنواع من الخلايا الضوئية يُعدّ استخدام المواد المُغلّفة أو نوع المادة المُستخدمة عاملاً مُسبباً لـ PID. ويشمل ذلك ما إذا كانت هذه المكونات مُعتمدة كمقاومة لـ PID أم لا. وهل اجتازت هذه المكونات اختبارات الموثوقية الشاملة أم لا؟
5. الجهد وحجم النظام
أنظمة الجهد العالي تعني احتمالية أكبر للتدهور المُستحث. ومع ذلك، فإن نظام 1000 فولت أقل عرضة للخطر من نظام 1500 فولت.
ما هو اختبار التدهور المستحث المحتمل؟
أنه a نوع من اختبار ضمان الجودة للوحدات الشمسية المصنّعة. الهدف هو تقدير أداء هذه الوحدات في ظروف مختلفة على مدى فترة زمنية طويلة. يُخضع اختبار PID للوحدات الشمسية الوحدة للشروط التالية:
- درجة الحرارة 140 درجة فهرنهايت (60 درجة مئوية)
- الرطوبة حوالي 85%
- حمل أقل من 1000 فولت
- فترة زمنية 96 ساعة
- انحيازات الجهد +1000 فولت، -1000 فولت، +1500 فولت، أو -1500 فولت (وفقًا لخصائص وحدة الطاقة الكهروضوئية)
تُحدد الفترة الزمنية اسم الاختبار، وهو في هذه الحالة PID (96 ساعة). خلال هذه الفترة، ستُعرَّض الوحدات للظروف المذكورة أعلاه، وسيُؤخذ تأثيرها على فقدان الطاقة في الوحدات الشمسية في الاعتبار.
انظر أيضا: كيفية اختبار لوحة الطاقة الشمسية بدون مقياس متعدد؟
ما هي المعدات المستخدمة في اختبار PID للوحدات الشمسية؟
لإجراء اختبار موثوق، يتم استخدام معدات معينة أثناء اختبار التدهور المستحث المحتمل.
1. التألق الكهربائي (EL)
هذا قوي أداة التصوير يُستخدم لتحديد الخصائص الإلكترونية والبصرية للوحدة. من خلال التصوير الضوئي الكهربائي، يُمكن بسهولة ملاحظة عيوب مثل PIC، والشقوق الدقيقة، وكسور الخلايا. شدة التألق الكهربائي يتم ملاحظة أن العدد المتناسب مع العدد المتاح من رسوم الأقلية في الوحدات النمطية.
2. أنواع الألواح
تُستخدم عادةً وحدة أحادية البلورة أو متعددة البلورات لاختبار PID. كما يُحدد نوع الوحدات نوع تقنيات الكشف المُستخدمة في الاختبار.
كيفية الكشف عن PID؟
مع استخدام الأجهزة والتقنيات مثل التصوير بالكهرباء الضوئية، والكشف عن التدهور الناجم عن الإمكانات أصبح أسهل. منحنيات الضوء الرابع تُظهر قياسات الوحدات الشمسية قبل وبعد التصوير احتمالية حدوث خلل في PID. يشير تغير ميل Voc إلى زيادة في Rs (المقاومة الكلية). وتُعدّ التغيرات في منحنيات IV مؤشرات.
ما هو Anti PID للوحة الشمسية؟
لتقليل تأثير التدهور المحتمل الناجم عن صندوق مضاد لـ PID يُستخدم هذا الجهاز. وهو جهاز مُثبّت على عاكس الألواح الشمسية. يقوم باستقطاب جميع الألواح الكهروضوئية التي تأثرت بالجهد السالب بشكل معاكس. باستخدام هذا الصندوق، يستمر كل سلك في تغيير استقطابه، ولا يبقى ثابتًا لفترة طويلة.
يزيد صندوق Anti PID من قدرة الوحدات على استعادة الجهد السلبي الذي تعرضت له بالفعل، كما يقلل من احتمالية حدوث PID.
ما هي الألواح الشمسية Anti PID؟
نظرًا لوجود عدة أسباب، أهمها جودة المواد والنظام. قررت الشركات تصنيع ألواح شمسية مضادة لـ PID. ولهذا، اختارت:
- الخلايا الشمسية مع خالية من PID تصاميم
- وحدة مقاومة للغاية مواد التغليف
هذه الألواح الشمسية متصلة بالسلسلة، ولا تتضرر من الجهد العالي للسلسلة. هذا يزيد إنتاجية الألواح الشمسية لفترات أطول. احصل على لوحة شمسية مضادة للتداخل التفاضلي التناسبي التفاضلي (PID) هنا.
انظر أيضا: لماذا لا يعمل مصباح الحائط المستشعر الشمسي؟
ما هو تكوين نظام الطاقة الكهروضوئية؟
هناك 5 تكوينات مختلفة لنظام الطاقة الشمسية التي تحتاج إلى الانتهاء منها قبل تثبيت نظام الألواح الشمسية.
1. ربط الشبكة الذي يغذي كل الكهرباء التي تعمل بالطاقة الشمسية إلى الشبكة
في هذا التكوين، تُغذّى جميع الكهرباء المُنتَجة من نظامك الشمسي بالشبكة. ستحتاج إلى شراء الكمية المطلوبة من الكهرباء من الشركات. يتميز هذا النظام بتكلفة تركيب أقل، ويمكنك حتى كسب المال عن طريق بيع الطاقة لشركات الكهرباء عبر تعريفة التغذيةهذا النظام متاح فقط في مواقع محددة. وفي حال توفره، تشتري الشركات الطاقة بالكيلوواط/ساعة بالسعر المتفق عليه.
2. ربط الشبكة الذي يغذي فقط فائض الكهرباء المولدة بالطاقة الشمسية إلى الشبكة
يتيح لك هذا التكوين استخدام الطاقة الشمسية المُولّدة من ألواحك. بالإضافة إلى ذلك، في حال وجود طاقة إضافية مُولّدة، سيتم إمدادها بالشبكة. ستحتاج إلى شراء الطاقة اللازمة من الشركة عند الحاجة. هذا التكوين مُفيد لأنه يقلل من موثوقية شركات الكهرباء الكبرىإنها مناسبة للمناخات الحارة والمشمسة، بالإضافة إلى الأشخاص الذين يستهلكون معظم الطاقة المولدة من الوحدات. ومع ذلك، فإن انقطاع التيار الكهربائي عن الشبكة يعني انقطاع التيار عن مجموعة الألواح الشمسية أيضًا.
3. شبكة ربط مع بطارية احتياطية
يُعرف هذا النظام أيضًا باسم نظام تفاعلي شبكي لأنه تم تثبيته مع بنك البطاريةفي حالة انقطاع التيار الكهربائي، ستحصل على مصدر طاقة ثابت مع الطاقة المخزنة في هذه البطاريات. إنها أكثر تكلفة بسبب البطاريات ووحدات التحكم الإضافية.
4. مستقل مع وظيفة شحن طاقة الشبكة
يُعد هذا التكوين أفضل ما يمكن تطبيقه على التطبيقات المنزلية عندما الطاقة الشمسية غير كافية وفقًا للمتطلبات. يشحن هذا النظام البطارية تلقائيًا باستخدام طاقة التيار المتردد.
5. وظيفة شحن مستقلة بدون طاقة الشبكة
يُعرف أيضًا باسم "خارج الشبكة"، ويُوفَّر للمواقع التي لا يتوفر فيها مصدر آخر. هذا النظام هو مقدم الطاقة الوحيد. تبلغ ذروة توليد الطاقة أقل من 1 كيلو وات وعادة ما تكون أصغر.
كيفية منع التدهور المحتمل الناجم؟
ينبغي تحديد عوامل مختلفة لتقليل أو منع التدهور المحتمل لألواحك ووحداتك الشمسية.
1. شهادة
يجب أن يكون لدى اللوحة الشمسية شهادة من اختبار الألواح الشمسية الداخلية و اللجنة الكهرتقنية الدولية (IEC)تختبر هذه الأنظمة وحدات مقاومة PID وفقًا للمعيار IEC 62804. يُنصح بشدة بالاطلاع على الشهادات المقدمة للنظام وقائمة المواد المستخدمة في الوحدات.
2. مكونات الألواح الشمسية
أ) مواد التغليف
يجب استخدام مواد تغليف مقاومة للتدهور المُستحث المحتمل أثناء تصنيع وتركيب الوحدات. تُوفر هذه المواد طبقة حماية إضافية ضد التدهور المُستحث المحتمل، كما تضمن إنتاجية أعلى للأنظمة على مدار المواسم المختلفة.
ب) الخلايا الكهروضوئية
الخلايا الشمسية هي السبب الرئيسي والأكثر تضررًا من التدهور المُستحث المحتمل. لذلك، يجب أن تكون الخلايا الشمسية المستخدمة معتمدة كخلايا مقاومة للتحلل التفاضلي التناسبي (PID). يُنصح بشدة بما يلي: اختبار PID إضافي يجب أن يقوم المصنّع بفحص المنتج، وبعد تركيبه. يجب إجراء اختبارات دورية بواسطة جهاز مختبري متخصص.
انظر أيضا: كيفية استخدام الألواح الشمسية مباشرة بدون بطارية؟
3. تصميم النظام الشمسي
أ) التأريض
لتقليل مخاطر وتأثير التدهور المحتمل، يوصى بأن تكون الأرضية سلبية لأنظمة الألواح الشمسية.
ب) الأجهزة المقاومة لـ PID أو صندوق الإزاحة المضاد لـ PID أو PV
مكونات نظام الألواح الشمسية لها نفس الأهمية في تقليل تأثير PID. لذلك، يُعد تركيب هذه الأجهزة ميزة إضافية. مثل صندوق تعويض الطاقة الكهروضوئية، يعكس الجهد على نظام الألواح الشمسية بعد غروب الشمس. بهذه الطريقة، تضمن الألواح الشمسية أداءً مثاليًا لأكثر من 25 عامًا.
حسناً، التدهور الناتج عن الجهد الكهربائي ضار بالألواح الشمسية، ولكن يجب الانتباه للعوامل المسببة له. كما يجب اتخاذ تدابير وقائية من خلال أجهزة تخفيف التلف، مثل الألواح الشمسية المضادة للـ PID. فالحذر خير من الخسارة.
