PID ir LID degradacijos problemos aukštos temperatūros saulės energijos projektuose

PID ir LID degradacijos problemos aukštos temperatūros saulės energijos projektuose

PID ir LID mažinimo strategijos aukštos temperatūros komunalinėse PV sistemose. Optimizuokite LCOE naudodami N tipo TOPCon 700-725W dvigubo stiklo technologiją.

Nekontroliuojamo fotovoltinės degradacijos kaina

Komunalinio masto fotoelektros įrenginiai, naudojami sausringoje, atogrąžų ir dykumų aplinkoje, paprastai susiduria su darbo elementų temperatūra, viršijančia 65 laipsnius. Esant tokioms ilgalaikėms sąlygoms, standartiniai kristalinio silicio moduliai kenčia nuo pagreitinto galios praradimo, kurį lemia du skirtingi elektrocheminiai mechanizmai: potencialus sukeltas skilimas (PID) ir šviesos sukeltas skilimas (LID).

EPC rangovams ir projektų kūrėjams nekontroliuojamas PID ir LID tiesiogiai pažeidžia sistemos finansinį modeliavimą. Ankstyvosios stadijos degradacija, viršijanti pradines PVSyst prielaidas, lemia ne tikslinę energijos išeigą, nevykdomus elektros energijos pirkimo sutarties (PPA) įsipareigojimus ir padidėja suvienodintos elektros energijos sąnaudos (LCOE).

Norint išvengti šių nuostolių, reikia ne tik pasirinkti standartinį komponentą, bet ir įdiegti N tipo TOPCon elementų technologiją, dvigubo stiklo pakuotes ir natrio jonų migracijos barjerus. Šiame vadove aprašoma skilimo aukštoje temperatūroje fizika, kiekybiškai įvertinami mechaniniai mechanizmai ir įvertinamas techninis sušvelninimas.^{komercinių ir komunalinių saulės energijos projektų strategijos.}

Techninė analizė ir pagrindiniai PID ir LID mechanizmai

Potencialaus sukelto skilimo (PID) fizika

PID atsiranda, kai aukšta sistemos įtampa (paprastai 1500 V DC komunalinėse sistemose) sukuria stiprų elektrostatinį lauką tarp įžeminto aliuminio rėmo ir aktyvių silicio saulės elementų.

1. Natrio jonų migracija:Šiluma pagreitina natrio jonų difuziją (Na⁺) iš natrio kalkių dengiamojo stiklo per inkapsuliatorių.

2. Antirefleksinės dangos (ARC) prasiskverbimas:Elektrinis laukas varo Na⁺jonus į silicio nitrido (SiNx) antirefleksinį ląstelės sluoksnį.

3. PN sankryžos manevravimas:Ląstelės paviršiuje susikaupę teigiami krūviai sukelia vietinį PN sankryžos manevrą, padidina defektų tankį ir drastiškai sumažina atvirosios grandinės įtampą (Voc) ir užpildymo koeficientą (FF).

Didelė drėgmė ir aukštesnė nei 45 laipsnių aplinkos temperatūra sumažina stiklo ir kapsuliuojančių medžiagų elektrinę varžą, pagreitina Na greitį.⁺jonų perdavimas.

Šviesos sukeltas skaidymas (LID) ir boro-deguonies kompleksai

Dangtis pirmiausia veikia įprastą P tipo kristalinį silicį (PERC). Kai P tipo plokštelės, legiruotos su boru, yra veikiamos saulės spindulių, silicio luite ištirpęs intersticinis deguonis reaguoja su boru, sudarydamas boro ir deguonies (BO) kompleksus.

Rekombinacijos centrai:Šie BO kompleksai veikia kaip fotogeneruotų elektronų skylių porų rekombinacijos centrai.

Poveikis:P tipo PERC modulių pradinis efektyvumas sumažėja nuo 1,5 % iki 3,0 % per pirmuosius kelis šimtus darbo vietoje valandų.

N tipo sprendimas:N tipo TOPCon (Tunnel Oxide Passiveed Contact) technologija boro dopingą pakeičia fosforo dopingu. Kadangi fosforas nereaguoja su deguonimi, N tipo TOPCon ląstelės neturi BO varomo dangčio.

Pramonės standartai, degradacijos poveikis ir finansinė IG

Dėl nesumažėjusio degradacijos patiriami bendri finansiniai nuostoliai per 30 veiklos metų. Šiuolaikinės modulių architektūros šiuos efektus sušvelnina keičiant struktūrines medžiagas.

Lyginamosios technologijos matrica

LCOE mažinimas ir finansinė analizė

System modeling demonstrates the long-term yield advantage of deploying PID-free, N-type dual-glass modules in high-temperature environments (>40 laipsnių aplinkos vidurkis).

Didelės apšvitos zonose -0,29 %/laipsnis temperatūros koeficientas kartu su nuliniu BO LID prideda maždaug 1450 ekvivalentiškų pilnos apkrovos darbo valandų per 100 MW įrenginio eksploatavimo laiką, palyginti su standartiniais P tipo sprendimais.

Sistemos integravimas ir komponentų suderinamumas

Norint pasiekti patvarią sistemos (BOS) pusiausvyrą, reikalingas visiškas suderinamumas visame nuolatinės srovės masyve. Didelio efektyvumo moduliai turi sklandžiai integruotis su montavimo struktūromis, sekimo algoritmais ir saugojimo balanso sistemomis.

Inkapsuliacijos vientisumas: POE prieš EVA

Modulio lygio PID atsparumas labai priklauso nuo kapsulės chemijos:

Etileno-vinilo acetatas (EVA):Esant aukštai temperatūrai ir drėgmei, EVA suyra hidrolizės būdu ir susidaro acto rūgštis (CH₃COOH). Acto rūgštis ėsdina ląstelių metalizaciją ir išskiria Na⁺jonai stikle, pabloginantys PID.

Poliolefino elastomeras (POE):POE vandens garų perdavimo greitis (WVTR) yra žymiai mažesnis nei EVA ir nesukuria rūgščių šalutinių produktų veikiant šiluminiam stresui. Naudojant POE inkapsuliatorius su dvigubo stiklo pakuote, ląstelių matrica izoliuojama nuo atmosferos drėgmės.

Sistemos balansas ir didelės galios moduliai

Komerciniams ir komunaliniams projektams, kuriuose naudojami didelės galios formatai, anti-PID modulių konstrukcijų sujungimas su didelės galios balanso komponentais sumažina mechaninį ir elektrinį įtempį:

Montavimas ir sekikliai:Didelės galios modulių tvirtos rėmo konstrukcijos yra sukurtos 1P/2P sekimo konfigūracijoms, siūlančios mechaninę apkrovą iki 5400 Pa (priekyje) / 2400 Pa (galinėje), kad būtų išvengta mikro įtrūkimų, sukeliančių vietines karštąsias vietas ir PID.

Inverterio topologija:Naudojant funkcinį įžeminimą arba anti-PID naktinio poslinkio blokus styginiuose ir centriniuose keitikliuose, neeksploatavimo valandomis masyvei taikoma atvirkštinė įtampa, neutralizuojant liekamąjį paviršiaus krūvį.

Sistemos optimizavimas:Įtraukus didelės galios platformas, tokias kaip 700–725 W dviejų stiklų serija, sumažinamos nuolatinės srovės sistemos balanso sąnaudos, nes sumažėja reikiamų stygų kabelių, kombainerio dėžutės įvesties ir sekimo pagrindų vienam megavatui.

Kokybės kontrolės standartai ir visuotinis atitikimas

Norint garantuoti atsparumą PID ir LID aukštos temperatūros įrenginiuose, reikalingi trečiosios šalies bandymai ir tikslūs gamybos protokolai.

Gamyklos testavimo ir patikros protokolai

1. Išplėstinis PID bandymas (IEC 62804-1):Moduliai veikiami -1500 V DC poslinkiu, esant 85 laipsnių aplinkos temperatūrai ir 85 % santykinei oro drėgmei mažiausiai 192 valandas (dvigubai didesnis nei standartinis IEC reikalavimas). Galios sumažėjimas turi likti mažesnis nei 1,0%.

2. Dviguba 100 % EL (elektroliuminescencijos) patikra:Mikro įtrūkimai veikia kaip vietinio šildymo ir jonų surinkimo židinio taškai. Moduliai yra nuskaitomi didelės raiškos EL skenavimu tiek prieš laminavimą, tiek po galutinio kadravimo, kad būtų pašalinti fiziniai defektai prieš išsiunčiant.

3. Terminis važiavimas dviračiu ir drėgna šiluma:Standartinis atitikimas reikalauja 200 terminių ciklų (TC200) ir 1000 valandų drėgno karščio (DH1000). Komunalinės klasės N tipo dvigubo stiklo moduliai įvertinti iki DH2000, imituojantys 25+ metus didelės drėgmės ir aukštos temperatūros atogrąžų aplinkoje.

DUK

1. Kaip dvigubo stiklo konstrukcija sumažina PID, palyginti su tradiciniais skaidriais užpakaliniais sluoksniais aukštos temperatūros regionuose?

Skaidrūs ir nepermatomi polimeriniai užpakaliniai lakštai turi aukštą vandens garų perdavimo spartą (WVTR), leidžiančią aplinkos drėgmei laikui bėgant patekti į modulio matricą. Hidrolizė kapsulės viduje sukuria laisvuosius jonus, kurie pagreitina PID esant aukštai nuolatinei įtampai.

Termiškai sustiprinti priekinis ir galinis stiklo sluoksniai sukuria nepralaidų fizinį barjerą nuo drėgmės patekimo, užrakina ląstelių matricą sandarioje aplinkoje ir neleidžia drėgmės varomiems jonams pernešti.

2. Ar aktyvi anti-PID keitiklio funkcija gali visiškai pakeisti PID atsparių saulės modulių poreikį?

Ne. Nors naktiniai atkūrimo įrenginiai, įmontuoti į centrinius arba styginius keitiklius, taiko atvirkštinę įtampą, kad iškrautų sukauptus paviršiaus krūvius, jie veikia kaip antrinis švelninimo sluoksnis, o ne kaip pagrindinės priežasties sprendimas.

Jei vidinio modulio chemijoje naudojami didelio WVTR inkapsuliatoriai arba nestabilūs ARC sluoksniai, negrįžtamas ląstelių degradavimas (PID-Structural) ir korozija vis tiek įvyks piko dienos darbo valandomis, kai šiluminis įtempis ir darbinė įtampa yra didžiausi. Anti-PID moduliai yra būtini pirminei apsaugai.

3. Kokie pakavimo ir transportavimo protokolai naudojami siekiant išvengti mikroįtrūkimų ir PID rizikos gabenant dideliais atstumais?

Sunkūs dvigubo stiklo 700 W+ moduliai supakuoti į vertikalius, didelio tankio medinio rėmo padėklus, skirtus izoliuoti dinamines kelio vibracijas.

Moduliai atskirti neabrazyvinėmis kampų apsaugomis ir apvynioti garų barjerine apsaugine plėvele, kad būtų išvengta druskos rūko ir drėgmės prasiskverbimo gabenant vandenyną. Padėklai skirti tiesioginiam konteinerių pakrovimui be dinaminio krūvio, užkertant kelią mikro įtrūkimams silicio matricoje, kuri yra PID pradžios taškai.

Inžinerinė pagalba ir projektų pasiūlymai

Mūsų komunalinių ir komercinių fotovoltinių įrenginių inžinerijos padalinys siūlo pritaikytus techninius išdėstymus, eilučių dydžio skaičiavimus ir visą medžiagų sąmatą (BOM).

Susisiekite su mūsų inžinierių komanda, kad per 48 valandas gautumėte pritaikytą 5kW+ PV sistemos išdėstymą ir išsamią MK pasiūlymą.