ソーラーパネルと、19年から30年にわたる生涯保証についてお話しすると、その効率はこの期間に失われます。誰もがこれを認識していますが、ソーラーモジュールは、たとえばXNUMX年かXNUMX年といった短期間で効率が失われることがあります。これはストレスになりますが、どこかでメーカーと顧客の両方に責任があります。情報不足は別の問題ですが、認定されていないソーラーパネルを入手すると、ソーラーパネルの潜在的誘発劣化を引き起こす可能性があります。太陽電池とパネルの潜在的誘発劣化、その原因、テスト、および予防策について説明しましょう。
電位誘起劣化とは何ですか?
劣化は、セル（半導体）とマウント、アルミフレーム、ガラスなどのモジュールの他の部分との間の電位差が高いために発生します。この電位差の結果、電流が漏れ、正イオンと負イオンの移動を引き起こします。
- マイナスイオン： アルミフレームから漏れ始めます。
- プラスイオン： ナトリウムイオンとも呼ばれ、細胞の表面に向かって移動し、漏れ始めます。
この漏れはセルを汚染して光起電力効果を低下させ、さらに電力損失につながります。電位誘導劣化による電力損失は最大 20% になることがあります。ただし、すぐには気付かない可能性があり、欠陥が目立つようになるまでには数か月から数年かかります。
太陽電池とパネルの電位誘起劣化とは何ですか?
複数の太陽電池を連結してソーラーパネルが作られます。議論の対象となる主な構成要素は、太陽電池とそのアルミニウムフレームです。ソーラーパネルに高い負電圧を印加すると、ソーラーパネルと太陽電池に電位誘起劣化が発生します。しかし、アルミニウムフレームと太陽電池にはかなりの電圧変化が生じます。
通常、フレームは接地されているため、電流の電位はゼロです。不純物の存在と太陽電池とフレーム間の距離が非常に短いため、セルとフレームの間に電流が発生します。その結果、太陽光発電モジュール全体から電流が漏れます。
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太陽光発電における PID 効果とは何ですか? 太陽光発電における PID 損失の原因は何ですか?
つまり、これは太陽電池やソーラーパネルの経年劣化の兆候です。基本的にはパネルの性能低下につながります。潜在的誘起劣化は、長期間にわたって複数の要因が複合的に作用した結果生じるものであり、一夜にして起こるものではありません。
1。 場所
これには、ご自宅の経度と緯度、そして気候条件が含まれます。また、湿度や高温への曝露も、ソーラーパネルの設置場所に関連する要因です。これらの要因は場所によって異なります。
2. 潜在的劣化緩和策
電位誘起劣化の影響を軽減するために特別に設計された機器が適切に設置されておらず、負接地されています。より優れた機器を使用すればPIDの影響を軽減できますが、そうでなければ時間とともに悪化します。
3. 原材料の品質
ガラス、封止材、不純物（ナトリウムなど）の存在などは、太陽電池の原材料と考えられています。原材料の品質は、太陽電池の構成要素であるため重要です。例えば、ガラスの製造過程でナトリウムが存在すると、ガラスに悪影響を及ぼします。
4. 太陽光パネル部品の品質
太陽電池パネルの構成部品の品質、例えば使用されている太陽電池の種類や封止材の材質なども、PID（パルス誘起劣化）を引き起こす要因となります。これには、PID耐性認証を受けているかどうか、そしてこれらの部品が広範な信頼性試験に合格しているかどうかも含まれます。
5. システムの電圧とサイズ
電圧の高いシステムでは、電位による劣化の可能性が高くなります。ただし、1000V システムは 1500V システムよりもリスクが低くなります。
電位誘起劣化試験とは何ですか?
これは、製造された太陽光発電モジュールの品質保証テストの一種です。長期間にわたるさまざまな条件下での太陽光発電モジュールの性能を推定することを目的としています。太陽光発電モジュールのPIDテストでは、モジュールを以下の条件にさらします。
- 温度 140°F (摂氏 60°)
- 湿度約85%
- 1000V以下の負荷
- 96時間の期間
- 電圧バイアス +1000 V、-1000 V、+1500 V、または -1500 V（PVモジュールの特性による）
期間によってテストの名前が定義され、この場合は PID (96 時間) です。この期間中、モジュールは上記の条件にさらされ、ソーラー モジュールの電力損失への影響が考慮されます。
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ソーラーモジュールの PID テストにはどのような機器が使用されますか?
信頼性の高いテストを実行するために、電位誘起劣化テストでは特定の機器が使用されます。
1. エレクトロルミネッセンス（EL）
これは、モジュールの電子特性と光学特性を判定するために使用される強力なイメージングツールです。エレクトロルミネッセンスイメージングにより、PIC、マイクロクラック、セル破損などの欠陥を容易に検出できます。観測されるエレクトロルミネッセンスの強度は、モジュール内の少数電荷の数に比例します。
2. パネルの種類
PID テストには通常、単結晶または多結晶モジュールが使用されます。モジュールの種類によって、テストに使用する検出技術の種類も決まります。
PID を検出するには?
エレクトロルミネッセンスイメージングなどのデバイスや技術を使用することで、電位誘起劣化の検出が容易になりました。イメージング前後の太陽電池モジュールのIV光曲線測定は、PIDの可能性を示しています。Vocの傾きの変化は、Rs（全抵抗）の増加を示しています。IV曲線の変化は、その指標です。
ソーラーパネルのアンチPIDとは何ですか?
電位誘起劣化の影響を軽減するために、アンチPIDボックスが使用されます。これは、太陽光発電モジュールのインバータに取り付けられる装置です。負電圧によって逆方向に影響を受けたすべての太陽光発電モジュールを分極させます。このボックスにより、各ストリングの分極状態が常に変化し、長時間一定の分極状態が続くことはありません。
アンチ PID ボックスは、モジュールがすでに受けている負の電位から回復する可能性を高めます。また、PID の可能性も低減します。
アンチPIDソーラーパネルとは何ですか?
PID はさまざまな原因で発生しますが、主な原因は材料とシステムの品質です。業界では、PID 対策ソーラー パネルの製造を決定しました。そのために、次のものを選択しました。
- 太陽電池 PIDフリー デザイン
- 高耐性モジュール 封入材料
このようなソーラーパネルはストリングに接続されており、ストリングの高電圧によって損傷を受けることはありません。これにより、ソーラーパネルによる生産が長期間にわたって増加します。PID防止ソーラーパネルはこちらから入手できます。
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PV システム構成とは何ですか?
太陽光発電システムには 5 つの異なる構成があり、ソーラーパネル システムを設置する前にそれらを確定する必要があります。
1. 太陽光発電で発電した電気をすべて送電網に送るグリッドタイ
この構成では、太陽光発電システムで発電された電力はすべて電力網に送られます。必要な電力は電力会社から購入する必要があります。このようなシステムは設置コストが低く、固定価格買取制度を利用して電力会社に電力を売電することで収益を得ることも可能です。この買取制度は特定の地域でのみ利用できます。利用可能な地域では、電力会社は合意された価格でキロワット時あたりの電力を購入します。
2. 太陽光発電の余剰電力のみを送電網に供給する系統連系
この構成では、ソーラーパネルで発電した電力を利用できます。さらに、余剰電力が発生した場合は、電力網に供給されます。必要な電力は、必要に応じて電力会社から購入する必要があります。この構成は、大手電力会社の信頼性を低下させるため、メリットがあります。高温多湿な気候で、モジュールで発電した電力の大部分を使用する人に適しています。ただし、電力網からの停電は、ソーラーアレイからの電力供給も停止することを意味します。
3. バッテリーバックアップ付きグリッド接続
このシステムは、バッテリーバンクが設置されているため、グリッドインタラクティブシステムとも呼ばれます。停電が発生した場合でも、これらのバッテリーに蓄えられた電力によって安定した電力供給が確保されます。ただし、追加のバッテリーとコントローラーが必要となるため、コストは高くなります。
4. グリッド電力充電機能を備えたスタンドアロン
このような構成は、太陽光発電量が要件を満たさない家庭用途に最適です。このシステムは、系統からの交流電力（AC）によってバッテリーを自動的に充電します。
5. 系統電力充電機能なしのスタンドアロン
オフグリッドとも呼ばれるこのシステムは、他に電源が利用できない場所に設置されます。このシステムは唯一の電力供給源であり、最大発電量は1キロワット未満で、通常は比較的小規模です。
潜在的な劣化を防ぐにはどうすればよいでしょうか?
太陽光パネルやモジュールの劣化の可能性を軽減または防止するには、さまざまな要因を判断する必要があります。
1。 認証
ソーラーパネルには、社内ソーラーパネル試験機関および国際電気標準会議（IEC）の認証書が必要です。これらの機関は、IEC 62804規格に基づき、モジュールのPID耐性を試験します。システムに付与された認証書と、モジュールに使用されている部品表の内容を把握しておくことを強くお勧めします。
2. ソーラーパネルのコンポーネント
a) カプセル化材料
モジュールの製造および設置時には、潜在的劣化に耐性のあるカプセル化材料を使用する必要があります。カプセル化材料は、潜在的劣化に対する追加の保護層です。また、さまざまな季節を通じてシステムからの高い出力を保証します。
b) 太陽電池
太陽電池は、電位誘起劣化（PID）の主な原因であり、最も影響を受ける部品です。そのため、使用する太陽電池はPID耐性セルとして認証されている必要があります。製造元による追加のPID試験、および設置後の試験を強く推奨します。定期的な試験は、専門の試験装置を用いて実施する必要があります。
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3. 太陽系の設計
a) 接地
潜在的な劣化のリスクと影響を軽減するために、太陽光パネル システムの接地はマイナスにすることが推奨されます。
b) PID耐性デバイスまたはアンチPIDまたはPVオフセットボックス
太陽光発電システムの構成要素は、PIDの影響を軽減する上で等しく重要です。そのため、このような装置を設置することは有益です。PVオフセットボックスと同様に、日没後に太陽光発電システムの電圧を反転させます。これにより、太陽光発電パネルが25年以上にわたって最高の性能を発揮できるようになります。
まあ、電位誘起劣化はソーラーパネルに有害ですが、その原因となる要因に注意する必要があります。また、PID 防止ソーラーパネルなどの緩和装置による予防措置を講じる必要があります。予防は失うよりも優れています。
