TREATMENT OF PID AFFECTED PV MODULES. ACTIVE PREVENTION DURING THE DEVELOPMENTAND MANUFACTURING OF PV MODULES. ELIMINATION OF PID IN A PRACTICE APPLICATION. Josef Hylský, Dávid Strachala, Jiří Vaněk
Vznik Potenciálem Indukované Degradace (PID)
Řez FV modulu Záporný potenciál napětí -> Vytvoření elektrického pole -> Následek -> Pohyb Na + na povrch FV článku
Model struktury FV článku Markantní snížení R SH (Ω) -> U OC (V) -> FF (%) Jedná se o vratný děj. Závislý na teplotě. Vznik PID degradace je postupný. Výskyt po 2-5 letech funkce FV elektrárny. Snížení výkonu FV elektrárny až o 20 %. LAUSCH, D., V. Naumann, A. Graff, A. Hahnel, O. Breitenstein, C.Hagendorf and J. Bagdahn, Sodium outdiffusion from stacking faults as root cause for the recovery proces of potential-induced degradation (PID), Energy Procedia 55 ( 2014 ) 486 493
Snížení výkonu FV článku po degradaci PID pro různé použité pouzdřící fólie
Analýza postižené FV elektrárny - Parametry Výkon: 2,16 MW r. zapojení: 2010 Snížení výkonu: r. 2014 Počet stringů: 55 FV moduly: Evergreensolar ES-A-205-fa3-8.778ks Počet modulů ve stringu 33 Evergreensolar ES-A-210-fa3-1.728ks Počet modulů ve stringu 32 P MPP (W) Eff MIN (%) U MAX (V) I MAX (A) U OC (V) I SC (A) 205 13,1 18,2 11,27 22,7 11,93 P MPP (W) Eff MIN (%) U MAX (V) I MAX (A) U OC (V) I SC (A) 210 13,4 18,3 11,48 22,8 12,11
Analýza postižené FV elektrárny Zapojení (uzemnění stringů) Analyzovaná FVE Závislost napětí na pozici modulu ve stringu.
Analýza postižené FV elektrárny - Termoanalýza 1. Návštěva: 20. června 2016 String č. 16 (osazen 205 W FV moduly) A B C D Kladná část stringu Záporná část stringu Degradované FV články
Analýza postižené FV elektrárny - Termoanalýza String č. 02 (osazen 210 W FV moduly) A B C D Kladná část stringu Záporná část stringu Degradované FV články
U / V Analýza postižené FV elektrárny Uzemnění stringu 14 (pozice modulů) 300 250 200 Kladná část stringu 150 100 50 0-50 -100-150 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Záporná část stringu -200-250 -300-350 Pozice modulu ve stringu
Analýza postižené FV elektrárny - Termoanalýza String č. 14 (osazen 210 W FV moduly) Nejpostiženější string - úbytek maximálníhovýkonu 1 kw (Pozice 1.) (Pozice 2.) (Pozice 3.) (Pozice 10.) (Pozice 18.) Degradované FV články Analýza: -> elektroluminiscence -> VA - charakteristiky
Analýza postižené FV elektrárny Termokamera / Elektroluminiscence Kladný pól stringu (pozice 18. 0 V) Záporný pól stringu (pozice 10. 150 V záporného potenciálu napětí) P MPP (W) Eff MIN (%) U MAX (V) I MAX (A) U OC (V) I SC (A) 210 13,4 18,3 11,48 22,8 12,1 P MPP (W) Eff MIN (%) U MAX (V) I MAX (A) U OC (V) I SC (A) 195 12,4 17,9 10,9 22,6 11,7 P MPP (W) Eff MIN (%) U MAX (V) I MAX (A) U OC (V) I SC (A) 120 7,6 12,7 9,4 19,4 11,7
Analýza postižené FV elektrárny - Elektroluminiscence String č. 14 (osazen 210 W FV moduly) (Pozice 18.) (Pozice 1.) (Pozice 3.) (Pozice 6.) Pozitivní část stringu Negativní část stringu
Analýza postižené FV elektrárny FV modul č. 18 Porovnání závislostí maximálního výkonu P MPP na pozici FV modulů umístěných v záporné části stringu a referenčního FV modulu z kladného pólu stringu (pozice 1 = FV modul s nejvyšším záporným potenciálem napětí).
Pokles P mmp (%) Analýza postižené FV elektrárny Pokles Pmmp (%) 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 311,1 292,8 274,5 256,2 237,9 219,6 201,3 183 164,7 146,4 128,1 109,8 91,5 73,2 54,9 36,6 18,3 Potenciál záporného napětí U (V)
REGENERACE FV MODULU PRACOVIŠTĚ PRO REGENERACI FV MODULU Stejnosměrný zdroj napětí: 600 V Teplota: 80 C
REGENERACE FV MODULU Výsledky měření Regenerace pomocí elektrického pole 600 V 600 V 600 V 600 V 22 h 22 h 22 h 0 h 179,9 W 22 h 180,4 W 44 h 181,5 W 64 h 180,8 W
REGENERACE FV MODULU Výsledky měření Regenerace pomocí elektrického pole 600 V a teploty 80 C 600 600 600 V V V 80 C 80 C 80 C 24 h 23 h 94 h 163 h 186,4 W 187 h 188,1 W 210 h 189,1 W 306 h 191,8 W
Rsh / Ω REGENERACE FV MODULU Výsledky měření Regenerace pomocí elektrického pole 600 V a teploty 80 C 220 210 200 190 180 170 160 150 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 čas / h
REGENERACE FV MODULU Závěr Modul ze záporného pólu stringu (PID degradovaný) : Pokles P MPP 12, 4 % (306h) 5,5 % Modul z kladného pólu stringu: Pokles P MPP 4,1 %
Praktická řešení
Praktická řešení
Praktická řešení
Praktická řešení
Praktická řešení www.eicero.cz
Děkuji za pozornost