Потенциально-индуцированная деградация: испанские исследователи предложили метод дистанционной диагностики

Учёные из Университета Гранады (Испания) разработали метод оценки уровня потенциально-индуцированной деградации (PID) солнечных модулей, не требующий физического осмотра электростанции или проведения полного технического обследования оборудования.

Исследование основывалось на массиве эксплуатационных данных, собранных с двух сельскохозяйственных солнечных электростанций в провинции Кордова, где климат характеризуется повышенной температурой. Обе станции мощностью по 75 кВт были введены в эксплуатацию в 2009 году. Согласно технической документации производителей, уровень выработки должен был снизиться на 10% к 2019 году. Однако фактическое снижение оказалось значительно выше — 67,58% и 47,22% соответственно.

На основе анализа статистических данных специалисты выявили зависимость между напряжением на уровне стринга и числом модулей, подверженных PID. Это позволило создать модель, с помощью которой можно прогнозировать количество деградировавших панелей, основываясь исключительно на показателях инвертора, без необходимости проведения выездного осмотра и использования измерительного оборудования.

Одной из особенностей выявленного явления является сам факт возникновения PID на данных объектах. Потенциально-индуцированная деградация возникает, когда под воздействием высокого отрицательного потенциала по отношению к заземлению происходит утечка электрического заряда внутри модуля. Это приводит к накоплению ионов, нарушению структуры полупроводника и, как следствие, снижению производительности панели.

Данное явление чаще встречается в условиях жаркого и влажного климата, а также в случаях, когда в конструкции модуля использованы материалы с пониженной изоляционной способностью (например, некачественные кабели или защитные слои, включая EVA-плёнку). Согласно ряду исследований, панели с p-type архитектурой подвержены PID в большей степени, чем модули на основе n-type кремния. В отдельных случаях деградация может достигать 20–30% в течение первых месяцев эксплуатации.

Для снижения риска PID рекомендуется использовать инверторы с гальванической развязкой, а также применять специальные устройства для восстановления или подавления PID (так называемые PID-recovery или PID-mitigation устройства), которые подают обратное напряжение в ночное время, способствуя восстановлению утраченной производительности.

Следует отметить, что крупнейшие мировые производители солнечных панелей (включая Trina Solar, Jinko Solar, JA Solar и других) уже проводят тестирование продукции на устойчивость к PID в соответствии с международными стандартами. Это позволяет значительно снизить вероятность возникновения деградации и повысить надёжность фотоэлектрических установок в долгосрочной перспективе.