В тех случаях, когда фотоэлементы и заземленная рама солнечной батареи в целом, имеют разное напряжение, эффективность снижается. Эксперты называют это явление деградацией, вызванной разностью потенциалов (PID). Сегодня уже большинство солнечных батарей практически нечувствительными к PID. Однако при повышении системного напряжения с 1000 до 1500 вольт вопрос о PID-уязвимости солнечных батарей был поднят снова.
Центр исследований солнечной энергии и водорода в Баден-Вюртемберге (ZSW) разработал новый экстремальный стресс-тест, который выходит за рамки стандартного теста и может предоставить более точную информацию об устойчивости солнечных батарей к PID.
Результаты испытаний, которые имитируют десятилетия эксплуатации, показали, что некоторые материалы, в которые ламинируются солнечные батареи, гарантируют, что даже после 60 лет эксплуатации производительность солнечных батарей из-за деградации, вызванной разностью потенциалов, практически не снижается. Такие долгосрочные прогнозы важны для инвесторов, банков, производителей и разработчиков проектов, чтобы оценить прибыльность солнечных электростанций.
Однако в связи с тем, что в последнее время разрабатывается все больше солнечных электростанций с системным напряжением 1500 В, а предыдущий тест в соответствии со стандартом IEC TS 62804-1 проводился для системного напряжения 1000 В при температуре 85 градусов Цельсия в течение 96 часов, то потребовалась его доработка. Для этого в рамках европейской исследовательской программы «SolarEraNet» была создана рабочая группа, состоящая из ZSW и компаний CS Wismar и Specialized Technology Resources España. Были протестированы солнечные батареи, состоящие из двух разных типов фотоэлементов, устойчивых к PID и склонных к PID. Оба типа фотоэлементов были собраны в солнечные батареи с помощью стандартной этилен-винил-ацетатной пленки EVA (EVA-1), улучшенной, высокорезистивной пленки EVA (EVA-2) и полиолефинового эластомера (POE).
Согласно данным ZSW, все варианты солнечных батарей прошли общеизвестный стандартный тест на PID в соответствии со стандартом международной электрической комиссии (МЭК) при напряжении 1500 В, и все они показали более 95% от своей первоначальной мощности. Даже продление теста до 600 часов не привело к значительному ухудшению эффективности. Однако, по мнению исследователей из Штутгарта, с помощью стандартного теста сделать выводы о разнице в покрытиях было невозможно, поэтому они выполнили гораздо более экстремальный тест на PID. Во время этого теста воздействие на солнечные батареи было как при десятилетиях эксплуатации, что позволило получить данные о реальном сроке службы в отношении чувствительности к PID. Напряжение во время теста было увеличено до 2500 вольт, а продолжительность испытания увеличена до 1000 часов. Кроме того, дополнительно был создан контакт с проводящей металлической фольгой на фронтальной стороне.
Результаты: солнечные батареи с пленкой EVA-1 испытывают падение производительности примерно до 5% из-за PID после двух лет работы в системе 1500 вольт. Ученые исходили из «наихудшего случая» и не учитывали эффекты восстановления. Солнечные батареи с EVA-2 ведут себя лучше, падение производительности до 5% только через 22 года. А вот солнечные батареи с РОЕ, согласно расчетам ZSW, практически не имеют признаков PID даже после 60 лет эксплуатации.
Источник: https://www.pv-magazine.de/2020/03/23/zsw-entwickelt-extremtest-fuer-pid-bestaendigkeit-von-solarmodulen/