Parlando di pannelli solari e della loro garanzia a vita che va dai 19 ai 30 anni, la loro efficienza si perde in questo periodo. Tutti lo sanno, ma a volte i moduli solari perdono efficienza in poco tempo, diciamo in un anno o due. Questo è stressante, ma da qualche parte sia il produttore che il cliente ne sono responsabili. La mancanza di informazioni è un'altra cosa, ma ottenere un pannello solare non certificato può essere una potenziale causa di potenziale degradazione indotta dei pannelli solari. Discutiamo della potenziale degradazione indotta di celle e pannelli solari, delle sue cause, dei test e delle misure preventive.
Che cosa è la degradazione indotta dal potenziale?
La degradazione avviene a causa dell'elevata differenza di potenziale tra la cella (semiconduttore) e altre parti del modulo come il supporto, il telaio in alluminio e il vetro. Come risultato di questa differenza di potenziale, si verifica una perdita di corrente che causa la migrazione di ioni positivi e negativi.
- Ioni negativi: Inizia a perdere dal telaio in alluminio.
- Ioni positivi: Chiamati anche ioni sodio, iniziano a migrare e a fuoriuscire verso la superficie della cellula.
Questa perdita riduce l'effetto fotovoltaico inquinando la cella, il che porta a ulteriori perdite di potenza. Le perdite di potenza dovute alla potenziale degradazione indotta possono arrivare fino al 20%. Tuttavia, potresti non accorgertene immediatamente e ci vogliono mesi e anni prima che il difetto diventi evidente.
Che cosa è la degradazione indotta dal potenziale delle celle e dei pannelli solari?
Diverse celle solari collegate tra loro costituiscono i pannelli solari. I componenti principali in questione sono le celle solari e il loro telaio in alluminio. Nei pannelli solari e nelle celle si verifica un degrado indotto dal potenziale quando un pannello solare viene polarizzato con un'elevata tensione negativa. Tuttavia, si verifica una notevole variazione di tensione nel telaio in alluminio e nella cella.
Il telaio è solitamente collegato a terra, quindi c'è 0 potenziale per la corrente. A causa della presenza di impurità e di una distanza molto breve tra le celle solari e il loro telaio, viene generata una corrente tra la cella e il telaio. Ciò determina una perdita di corrente dall'intero modulo fotovoltaico.
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Che cosa è l'effetto PID nell'energia solare? Cosa causa la perdita PID nell'energia solare?
In breve, è un segno dell'invecchiamento delle celle e dei pannelli solari . In sostanza, porta a un deterioramento delle prestazioni dei pannelli. Il degrado indotto dal potenziale è il risultato di numerosi fattori che agiscono insieme per un lungo periodo di tempo. Non si verifica da un giorno all'altro.
1. Posizione
Include la posizione della tua casa in termini di longitudine e latitudine, insieme alle condizioni climatiche. Anche l'esposizione all'umidità e alle alte temperature sono fattori correlati al luogo in cui viene installato il pannello solare. Questi fattori variano da luogo a luogo.
2. Misure di mitigazione del potenziale degrado indotto
I dispositivi progettati specificamente per ridurre l'effetto del degrado indotto dal potenziale (PID) non sono installati correttamente e si verifica una messa a terra negativa . Dispositivi migliori ridurranno l'influenza del PID, altrimenti la situazione peggiorerà nel tempo.
3. Qualità delle materie prime
Il vetro, il materiale incapsulante, la presenza di impurità (sodio), ecc. sono considerati le materie prime della cella solare. La qualità delle materie prime è importante perché costituiscono i componenti fondamentali della cella solare . Ad esempio, la presenza di sodio durante la produzione del vetro può causare effetti dannosi sul vetro stesso.
4. Qualità dei componenti dei pannelli solari
Anche la qualità dei componenti dei pannelli solari, come il tipo di celle fotovoltaiche utilizzate o il materiale di incapsulamento, è un fattore che può causare il PID (Potere di Intensità Degradabile). Ciò include la certificazione di resistenza al PID e il superamento da parte di rigorosi test di affidabilità di tali componenti.
5. Tensione e dimensione del sistema
Sistemi a voltaggio più elevato comportano una maggiore possibilità di potenziale degradazione indotta. Tuttavia, un sistema da 1000 V è meno a rischio di un sistema da 1500 V.
Che cosa è il test di degradazione indotta dal potenziale?
Si tratta di un tipo di test di controllo qualità per i moduli solari prodotti. Il suo scopo è quello di stimare le prestazioni di tali moduli in diverse condizioni e per un lungo periodo di tempo. Un test PID per moduli solari sottopone il modulo alle seguenti condizioni:
- Temperatura di 140° Fahrenheit (60° Celsius)
- Umidità intorno all'85%
- Carico inferiore a 1000 V
- Periodo di tempo di 96 ore
- Polarizzazioni di tensione di +1000 V, -1000 V, +1500 V o -1500 V (secondo le caratteristiche del modulo fotovoltaico)
Il periodo di tempo definisce il nome del test che in questo caso è PID (96h). Durante questo periodo di tempo, i moduli saranno esposti alle condizioni sopra menzionate e il loro effetto sulla perdita di potenza dei moduli solari sarà preso in considerazione.
Vedi anche : Come testare un pannello solare senza multimetro?
Quali apparecchiature vengono utilizzate nei test PID per i moduli solari?
Per eseguire un test affidabile, durante un test di degradazione indotta dal potenziale vengono utilizzate determinate apparecchiature.
1. Elettroluminescenza (EL)
Si tratta di un potente strumento di imaging utilizzato per determinare le proprietà elettroniche e ottiche del modulo. Attraverso l'imaging a elettroluminescenza, difetti come PIC, microfratture e fratture delle celle possono essere facilmente individuati. L'intensità dell'elettroluminescenza osservata è proporzionale al numero di cariche minoritarie presenti nei moduli.
2. Tipi di pannelli
Di solito, per i test PID si usa un modulo monocristallino o policristallino. Il tipo di modulo definisce anche il tipo di tecniche di rilevamento da usare per i test.
Come rilevare la PID?
Grazie all'utilizzo di dispositivi e tecniche come l'imaging a elettroluminescenza, è diventato più facile rilevare la degradazione indotta dal potenziale . Le misurazioni delle curve luce-corrente (Voc) dei moduli solari prima e dopo l'imaging mostrano la possibilità di PID. La variazione della pendenza di Voc indica un aumento di Rs (resistenza totale). Le variazioni nelle curve IV sono gli indicatori.
Cos'è l'Anti PID per i pannelli solari?
Per ridurre l'effetto del degrado indotto dal potenziale, viene utilizzato un dispositivo anti-PID . Si tratta di un dispositivo collegato all'inverter dei moduli solari che polarizza in senso opposto tutti i moduli fotovoltaici che sono stati influenzati dalla tensione negativa. Grazie a questo dispositivo, ogni stringa continua a variare la polarizzazione e non rimane a una polarizzazione costante per lungo tempo.
Il box anti PID aumenta la possibilità che i moduli si riprendano dal potenziale negativo già subito da loro. Riduce anche la probabilità di PID.
Cosa sono i pannelli solari anti PID?
Poiché il PID si verifica per una serie di motivi, i principali dei quali sono la qualità del materiale e del sistema, Industries ha deciso di produrre pannelli solari Anti-PID. Per questo ha selezionato:
- Celle solari con Senza PID disegni
- Modulo altamente resistente materiali di incapsulamento
Tali pannelli solari sono collegati alla stringa e non vengono danneggiati dall'alta tensione della stringa. Ciò induce una maggiore produzione da parte dei pannelli solari per periodi più lunghi. Ottieni il pannello solare anti-PID qui
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Cos'è la configurazione del sistema fotovoltaico?
Esistono 5 diverse configurazioni per un impianto fotovoltaico che devono essere finalizzate prima di installare il sistema di pannelli solari.
1. Grid-tie che immette tutta l'elettricità solare nella rete
Con questa configurazione, tutta l'elettricità prodotta dal vostro impianto solare viene immessa nella rete. Dovrete acquistare la quantità di elettricità necessaria dalle compagnie elettriche. Un sistema di questo tipo ha costi di installazione inferiori e potete persino guadagnare vendendo energia alle compagnie elettriche tramite una tariffa incentivante . Questo schema tariffario è disponibile solo in determinate aree. Dove è disponibile, le compagnie acquistano energia per kilowattora al prezzo concordato.
2. Grid-tie che immette nella rete solo l'elettricità solare in eccesso
Questa configurazione consente di utilizzare l'energia solare generata dai pannelli. Inoltre, l'eventuale surplus di energia prodotta verrà immesso nella rete. Se necessario, sarà necessario acquistare l'energia elettrica necessaria dalla compagnia elettrica. Questa configurazione è vantaggiosa perché riduce la dipendenza dalle grandi compagnie elettriche . È ideale per climi caldi e soleggiati e per chi consuma molta dell'energia prodotta dai moduli. Tuttavia, un'interruzione di corrente dalla rete elettrica comporta anche un'interruzione di corrente dall'impianto solare.
3. Collegamento alla rete elettrica con batteria di backup
Questo sistema è anche noto come sistema interattivo alla rete poiché è dotato di un banco batterie . In caso di interruzione di corrente, si ottiene un'alimentazione costante grazie all'energia immagazzinata nelle batterie . È più costoso a causa delle batterie e dei regolatori aggiuntivi.
4. Autonomo con funzione di ricarica tramite rete elettrica
Questa configurazione è ideale per applicazioni domestiche quando l' energia solare non è sufficiente a soddisfare le esigenze. Il sistema carica automaticamente la batteria tramite la corrente alternata (CA) della rete elettrica.
5. Funzione di carica autonoma senza alimentazione di rete
Conosciuto anche come sistema off-grid, viene utilizzato in luoghi dove non sono disponibili altre fonti di energia. Questo sistema è l' unica fonte di alimentazione. Ha una potenza di picco inferiore a 1 kilowatt ed è generalmente di dimensioni ridotte.
Come prevenire il potenziale degrado indotto?
Per ridurre o prevenire il degrado potenzialmente indotto dei pannelli e dei moduli solari, è necessario determinare diversi fattori.
1. Certificazione
Un pannello solare deve essere accompagnato da una certificazione rilasciata da un laboratorio interno di collaudo e dalla Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC) . Questi sistemi testano i moduli per la resistenza al PID (Positive Induced Degradation) secondo la norma IEC 62804. Si raccomanda vivamente di prendere visione delle certificazioni fornite al sistema e della distinta base dei materiali utilizzati nei moduli.
2. Componenti del pannello solare
a) Materiali incapsulanti
Durante la produzione e l'installazione dei moduli, si dovrebbero usare materiali incapsulanti resistenti alla degradazione indotta dal potenziale. L'incapsulante è uno strato di protezione aggiuntivo contro la degradazione indotta dal potenziale. Garantisce inoltre output più elevati dai sistemi nelle diverse stagioni.
b) Celle fotovoltaiche
Le celle solari sono la causa principale e il componente più colpito dalla degradazione indotta dal potenziale (PID). Pertanto, le celle solari utilizzate devono essere certificate come resistenti alla PID. Si raccomanda vivamente che il produttore esegua ulteriori test PID dopo l'installazione. I test periodici devono essere effettuati da un laboratorio specializzato.
Vedi anche : Come utilizzare un pannello solare direttamente senza batteria?
3. Progettazione del sistema solare
a) Messa a terra
Per ridurre il rischio e l'effetto di un potenziale degrado indotto, si raccomanda che la messa a terra degli impianti a pannelli solari sia negativa.
b) Dispositivi resistenti al PID o Anti-PID o PV offset box
Anche i componenti di un impianto fotovoltaico sono fondamentali per ridurre l'impatto del PID (Positive Induced Degradation). Pertanto, l'installazione di tali dispositivi rappresenta un vantaggio. Ad esempio, un box di compensazione fotovoltaica inverte la tensione dell'impianto fotovoltaico dopo il tramonto. In questo modo, garantisce che i pannelli solari mantengano le loro prestazioni ottimali per oltre 25 anni.
Bene, la degradazione indotta dal potenziale è dannosa per i pannelli solari, ma bisogna prestare attenzione ai fattori che la causano. Inoltre, devono essere adottate misure preventive tramite dispositivi di mitigazione come i pannelli solari anti-PID. Precauzioni sono meglio che perdere.
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