Potentiële geïnduceerde degradatie (PID) achtervolgt de zonne-energie-industrie sinds haar oorsprong.Dit fenomeen doet zich voor wanneer de DC-hoogspanningszijde van een zonne-energieproject naast andere apparatuur met verschillende spanningen wordt geïnstalleerd.De discrepantie kan natriummigratie veroorzaken, waarbij elektronen ingesloten in moduleglas ontsnappen en de afbraak van de module versnellen.
“Die inherente grote omvang drijft dit PID-gedrag aan, als de modules of de vermogenselektronica niet op een bepaalde manier zijn ontworpen om dit te verzachten”, zegt Steven Marsh, senior directeur technologie en ontwerp bij grootschalige ontwikkelaar Origis Energy.
Dunnefilmmodules zijn gevoeliger voor PID vanwege hun hogere spanning en materiaalsamenstelling, maar kristallijne siliciumpanelen lopen ook risico als er gebreken in de wafels zitten.Ontwikkelaar Silicon Ranch geeft bij beide soorten projecten prioriteit aan anti-PID-functionaliteit voor stringomvormers.
'Ze zijn anders gemaakt, maar over het geheel genomen is het hetzelfdegzorgen die een zonne-ontwerper moet hebben, namelijk deze kleine zwakke punten in dezonnepanelenwaar u tegen beschermt met anti-PID-functies in uwomvormers”, zegt Nick de Vries, SVP technologie en vermogensbeheer bij Silicon Ranch.
Wanneer er nieuwe paneeltechnologie op de markt komt, kost het vaak enige tijd om het product aan te scherpen om het risico op PID te verminderen.Vroege modellen van glas-op-glas bifaciale modules hadden problemen met PID, maar fabrikanten hebben sindsdien vooruitgang geboekt, zei Marsh.
“[PID] komt van tijd tot tijd terug naarmate de technologie evolueert, gewoon omdat het erg nieuw is en evolueert.Het is een zeer veeleisende situatie waar modules doorheen moeten gaan”, zei hij.
Centrale omvormers zijn een veilige keuze om PID te vermijden.Ze omvatten ingebouwde transformatoren die negatief geaard zijn, waardoor de DC- en AC-zijde van het systeem worden geïsoleerd.
Maar nu transformatorloze stringomvormers steeds vaker worden ingezet bij grotere projecten vanwege hun O&M-eenvoud, met dunnefilmpanelen en anderszins, moeten projecteigenaren nu PID-beperking overwegen.
“Er zijn een paar belangrijke manieren waarop je galvanische isolatie kunt bereiken, en een transformator is daar één van.Door die overstap naar transformatorloos te maken ontstaat dat probleem helaas”, aldus Marsh."De PV-array zal uiteindelijk zweven, en wat dat meestal betekent is dat ongeveer de helft van de modules in het hele systeem een negatieve bias zal ervaren ten opzichte van de aarde."
Er kunnen een aantal methoden worden gebruikt om PID in stringomvormers zonder transformator te helpen voorkomen.Installateurs kunnen een geaarde scheidingstransformator toevoegen of de step-up-transformator aan de AC-zijde aarden.En fabrikanten voegen nu speciale hardware en software toe aan stringomvormers om PID tegen te gaan.
Marsh zei dat er twee categorieën van PID-beperking zijnomvormers— actieve anti-PID-methoden en passieve PID-herstelmodi.Actieve anti-PID hardware- en softwareoplossingen nemen de DC-kant van het systeem over en verhogen de spanning zodat alle modules zich boven de grond bevinden.Aan de andere kant werken PID-herstelmethoden 's nachts om de gedurende de dag opgebouwde PID ongedaan te maken.Dunnefilmfabrikant First Solar zegt echter dat zijn modules gunstiger reageren op actieve anti-PID-functionaliteit dan op PID-herstel.
Een paar fabrikanten van stringomvormers op de markt leveren nu anti-PID-hardware en bijbehorende software om te beschermen tegen degradatie, of verkopen afzonderlijke accessoires om de beschermende functies uit te voeren.CPS America biedt bijvoorbeeld de CPS Energy Balancer aan, terwijl Sungrow anti-PID-hardware inbouwt in zijn SG125HV- en SG250HX-stringomvormers.Sungrow begon rond 2018 met het aanbieden van anti-PID-stringomvormers.
“Er waren destijds vragen over de degradatiesnelheid van panelen in het algemeen, dus hebben we de oplossing ontwikkeld”, zegt Daniel Friberg, directeur product en engineering bij Sungrow.
Yaskawa Solectria heeft onlangs een anti-PID-versie aangekondigd van zijn stringomvormer uit de XGI 1500-250-serie, die op maat is gemaakt om te werken met dunnefilmmodules van First Solar.
“Dat vergt een paar kleine veranderingen intern aan de omvormer.Het is geen groot probleem, maar het vergt wel wat engineeringtijd en een update van de lijst voor een gloednieuw specifiek model in deze serie, dus we zijn bezig dat in het laboratorium te bewijzen”, zegt Miles Russell, productdirecteur. management bij Yaskawa Solectria Solar.
Zowel Solectria als First Solar maken hun producten in de Verenigde Staten, waardoor installateurs eenvoudig kunnen koppelen om binnenlandse contentstimuleringsdoelen te bereiken die zijn opgenomen in de IRA.Maar ze bespraken de PID-beperking ruim voordat de IRA werd geschreven.
“We zijn die relatie twee jaar geleden begonnen, puur met het doel om op technisch niveau een product te realiseren dat gemakkelijk compatibel is met ons product”, zegt Alex Kamerer, projectmanager bij First Solar.“We zetten een extra stap om ervoor te zorgen dat we compatibiliteit hebben met onze systeemaanbieders, wat onze klanten ten goede komt.”
Hoewel steeds meer fabrikanten van omvormers anti-PID-functies in stringomvormers beginnen te integreren, omdat de technologie steeds vaker in grotere projecten wordt gebruikt, moeten ingenieurs soms nog steeds door datasheets bladeren om de anti-PID-mogelijkheden van een product te controleren, aldus Marsh van Origis.
"We ontdekken dat er een paar opties zijn, en die zijn niet noodzakelijkerwijs een grote factor in de initiële kapitaalkosten van de omvormer", zei hij.“Dit zijn echter meestal niet veel gepubliceerde omvormerfuncties, misschien omdat het onderwerp heel erg technisch is, of zelfs [omdat] PID zelf vrij moeilijk te detecteren is in het veld.We zien dus zeker enkele transformatorloze omvormers die deze functie niet hebben.”
Maar het beperken van PID zal nog belangrijker worden nu zonne-energiebedrijven nu de mogelijkheid hebben om het productiebelastingkrediet (PTC) in de IRA op te nemen.Het onder controle houden van de degradatie, zodat de modules zo lang mogelijk maximaal vermogen produceren, zal van cruciaal belang zijn voor de zekerheid van belastingkredieten.
"Ik denk dat het waarschijnlijk is dat een wijdverspreid inzicht in de sector van de factoren bij PID moet toenemen: voorlichting over de momenten waarop uw modules gevoelig kunnen zijn voor PID, evenals detectiemethoden," zei Marsh.
Posttijd: 30 januari 2023