จัดการกับการเสื่อมสภาพของ PID และ LID ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์อุณหภูมิสูง

จัดการกับการเสื่อมสภาพของ PID และ LID ในโครงการพลังงานแสงอาทิตย์อุณหภูมิสูง

กลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบสำหรับ PID และ LID ในระบบสาธารณูปโภค PV ที่มีอุณหภูมิสูง ปรับ LCOE ให้เหมาะสมด้วยเทคโนโลยีกระจกคู่ TOPCon 700-725W ชนิด N

ต้นทุนของการย่อยสลายเซลล์แสงอาทิตย์ที่ไม่สามารถควบคุมได้

การติดตั้งเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดอเนกประสงค์ที่ใช้งานในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้ง เขตร้อน และทะเลทราย มักต้องเผชิญกับอุณหภูมิของเซลล์ที่ทำงานเกิน 65 องศา ภายใต้สภาวะที่ยืดเยื้อเหล่านี้ โมดูลผลึกซิลิกอนมาตรฐานจะประสบกับการสูญเสียพลังงานแบบเร่งซึ่งเกิดจากกลไกไฟฟ้าเคมีที่แตกต่างกันสองประการ: การย่อยสลายที่เกิดจากศักย์ไฟฟ้า (PID) และการย่อยสลายที่เกิดจากแสง (LID)

สำหรับผู้รับเหมา EPC และผู้พัฒนาโครงการ PID และ LID ที่ไม่มีการควบคุมจะส่งผลต่อการสร้างแบบจำลองทางการเงินของระบบโดยตรง การเสื่อมสภาพในระยะเริ่มแรกเกินกว่าสมมติฐานเบื้องต้นของ PVSyst ส่งผลให้เกิดผลผลิตพลังงานนอกเป้าหมาย ภาระผูกพันในข้อตกลงซื้อไฟฟ้า (PPA) ที่พลาดไป และเพิ่มต้นทุนไฟฟ้าปรับระดับ (LCOE)

การป้องกันการสูญเสียเหล่านี้จำเป็นต้องดำเนินการนอกเหนือจากการเลือกส่วนประกอบมาตรฐานเพื่อปรับใช้เทคโนโลยีเซลล์ TOPCon ชนิด N บรรจุภัณฑ์กระจกสองชั้น และอุปสรรคในการเคลื่อนย้ายโซเดียม-ไอออน คู่มือนี้สรุปฟิสิกส์ของการย่อยสลายที่อุณหภูมิสูง ระบุปริมาณกลไกทางกลที่เกี่ยวข้อง และประเมินการบรรเทาทางเทคนิค^{กลยุทธ์สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์เชิงพาณิชย์และสาธารณูปโภค}

การวิเคราะห์ทางเทคนิคและกลไกหลักของ PID และ LID

ฟิสิกส์การย่อยสลายที่อาจเกิดขึ้น (PID)

PID เกิดขึ้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าของระบบสูง โดยทั่วไปคือ 1500V DC ในการกำหนดค่าสาธารณูปโภค ทำให้เกิดสนามไฟฟ้าสถิตที่รุนแรงระหว่างเฟรมอะลูมิเนียมที่ต่อสายดินกับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิดซิลิคอนที่ทำงานอยู่

1. การย้ายถิ่นของโซเดียม-ไอออน:ความร้อนเร่งการแพร่กระจายของโซเดียมไอออน (Na⁺) จากแก้วฝาโซดาไลม์ผ่านสารห่อหุ้ม

2. การเคลือบป้องกันแสงสะท้อน (ARC) การเจาะ:สนามไฟฟ้าขับเคลื่อนนา⁺ไอออนเข้าไปในชั้นเคลือบป้องกันแสงสะท้อนของซิลิคอนไนไตรด์ (SiNx) ของเซลล์

3. การแยกทางแยก PN:ประจุบวกที่สะสมที่พื้นผิวเซลล์ทำให้เกิดการสับเปลี่ยนเฉพาะจุดของจุดเชื่อมต่อ PN เพิ่มความหนาแน่นของข้อบกพร่อง และลดแรงดันไฟฟ้าวงจรเปิด (Voc) และแฟกเตอร์การเติม (FF) ลงอย่างมาก

ความชื้นสูงและอุณหภูมิโดยรอบที่สูงกว่า 45 องศา ช่วยลดความต้านทานไฟฟ้าของแก้วและสารห่อหุ้ม เร่งอัตรา Na⁺การถ่ายโอนไอออน

การย่อยสลายที่เกิดจากแสง (LID) และสารเชิงซ้อนของโบรอน-ออกซิเจน

LID ส่งผลต่อซิลิคอนผลึกชนิด P (PERC) ทั่วไปเป็นหลัก เมื่อเวเฟอร์ชนิด P ที่เจือด้วยโบรอนสัมผัสกับแสงแดด ออกซิเจนคั่นกลางที่ละลายในแท่งซิลิคอนจะทำปฏิกิริยากับโบรอนเพื่อสร้างสารเชิงซ้อนโบรอน-ออกซิเจน (BO)

ศูนย์รวมตัวใหม่:คอมเพล็กซ์ BO เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นศูนย์กลางการรวมตัวกันใหม่สำหรับคู่อิเล็กตรอนรูที่สร้างด้วยภาพถ่าย

ผลกระทบ:โมดูล PERC ประเภท P ประสบปัญหาประสิทธิภาพเริ่มต้นลดลง 1.5% ถึง 3.0% ภายในสองสามร้อยชั่วโมงแรกของการทำงานภาคสนาม

โซลูชัน N-Type:เทคโนโลยี TOPCon ชนิด N (หน้าสัมผัสแบบทะลุผ่านอุโมงค์ออกไซด์) แทนที่การเติมโบรอนด้วยการใช้สารเติมฟอสฟอรัส เนื่องจากฟอสฟอรัสไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน เซลล์ TOPCon ชนิด N จึงแสดง LID ที่ขับเคลื่อนด้วย BO เป็นศูนย์

มาตรฐานอุตสาหกรรม ผลกระทบจากการเสื่อมสลาย และ ROI ทางการเงิน

ความเสื่อมโทรมที่ไม่มีการบรรเทาจะนำไปสู่การสูญเสียทางการเงินสะสมตลอดวงจรการดำเนินงาน 30 ปี สถาปัตยกรรมโมดูลสมัยใหม่บรรเทาผลกระทบเหล่านี้ผ่านการเปลี่ยนแปลงวัสดุโครงสร้าง

เมทริกซ์เทคโนโลยีเปรียบเทียบ

การลด LCOE และการวิเคราะห์ทางการเงิน

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

ในโซนที่มีการฉายรังสีสูง ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ -0.29%/ องศา รวมกับ BO LID ที่เป็นศูนย์จะเพิ่มชั่วโมงการทำงานเต็มโหลดเทียบเท่าประมาณ 1,450 ชั่วโมงตลอดอายุการใช้งานของสินทรัพย์ 100 MW เมื่อเปรียบเทียบกับโซลูชันประเภท P มาตรฐาน

การรวมระบบและความเข้ากันได้ของส่วนประกอบ

การบรรลุความสมดุลที่คงทนของระบบ (BOS) จำเป็นต้องมีความเข้ากันได้เต็มรูปแบบในอาร์เรย์ DC ทั้งหมด โมดูลประสิทธิภาพสูงจะต้องผสานรวมเข้ากับโครงสร้างการติดตั้ง อัลกอริธึมการติดตาม และระบบสมดุลการจัดเก็บข้อมูลได้อย่างราบรื่น

ความสมบูรณ์ของการห่อหุ้ม: POE กับ EVA

ความต้านทาน PID ระดับโมดูลอาศัยเคมีของสารห่อหุ้มอย่างมาก:

เอทิลีน-ไวนิลอะซิเตต (EVA):ภายใต้อุณหภูมิและความชื้นสูง EVA จะสลายตัวโดยการไฮโดรไลซิส ทำให้เกิดกรดอะซิติก (CH₃ซีโอโอ) กรดอะซิติกกัดกร่อนการทำให้เป็นโลหะของเซลล์และปลดปล่อย Na⁺ไอออนภายในแก้ว ทำให้ PID แย่ลง

โพลีโอเลฟิน อีลาสโตเมอร์ (POE):POE มีอัตราการส่งผ่านไอน้ำ (WVTR) ต่ำกว่า EVA อย่างมาก และไม่ก่อให้เกิดผลพลอยได้ที่เป็นกรดภายใต้ความเครียดจากความร้อน การใช้สารห่อหุ้ม POE กับบรรจุภัณฑ์กระจกสองชั้นจะแยกเมทริกซ์ของเซลล์ออกจากความชื้นในบรรยากาศ

ความสมดุลของระบบและโมดูลกำลังสูง

สำหรับโครงการเชิงพาณิชย์และสาธารณูปโภคที่ใช้รูปแบบกำลังสูง การจับคู่การออกแบบโมดูล anti-PID กับส่วนประกอบที่มีความสมดุลเอาต์พุตสูงจะช่วยลดความเครียดทางกลและทางไฟฟ้า:

การติดตั้งและตัวติดตาม:โครงสร้างเฟรมสำหรับงานหนักบนโมดูลกำลังสูงได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับการกำหนดค่าการติดตาม 1P/2P โดยให้การโหลดเชิงกลสูงถึง 5400 Pa (ด้านหน้า) / 2400 Pa (ด้านหลัง) เพื่อป้องกันรอยแตกขนาดเล็กที่ทำให้เกิดจุดร้อนเฉพาะจุดและ PID

โทโพโลยีอินเวอร์เตอร์:การใช้หน่วยออฟเซ็ตการต่อสายดินหรือ anti-PID ในเวลากลางคืนในอินเวอร์เตอร์แบบสตริงและส่วนกลางจะใช้แรงดันไบอัสแบบย้อนกลับกับอาเรย์ในช่วงเวลาที่ไม่ได้ใช้งาน ซึ่งจะทำให้ประจุที่พื้นผิวตกค้างเป็นกลาง

การเพิ่มประสิทธิภาพระบบ:การรวมแพลตฟอร์มกำลังสูง เช่น ซีรีส์กระจกคู่ 700-725W ช่วยลดค่าใช้จ่าย DC balance-of-system ด้วยการลดการเดินสายแบบสตริงที่จำเป็น อินพุตกล่อง Combiner และฐานติดตามต่อเมกะวัตต์

มาตรฐานการควบคุมคุณภาพและการปฏิบัติตามข้อกำหนดทั่วโลก

เพื่อรับประกันความทนทานต่อ PID และ LID ในการติดตั้งที่อุณหภูมิสูง จำเป็นต้องมีการทดสอบโดยบุคคลที่สามและระเบียบวิธีการผลิตที่แม่นยำ

โปรโตคอลการทดสอบและการตรวจสอบจากโรงงาน

1. การทดสอบ PID แบบขยาย (IEC 62804-1):โมดูลจะต้องได้รับไบแอส -1500V DC ที่อุณหภูมิแวดล้อม 85 องศา และความชื้นสัมพัทธ์ 85% เป็นเวลาอย่างน้อย 192 ชั่วโมงต่อเนื่อง (สองเท่าของข้อกำหนด IEC มาตรฐาน) การเสื่อมสลายของพลังงานจะต้องอยู่ต่ำกว่า 1.0%

2. การตรวจสอบ EL 100% แบบคู่ (การเรืองแสงด้วยไฟฟ้า):รอยแตกขนาดเล็กทำหน้าที่เป็นจุดโฟกัสในการให้ความร้อนเฉพาะจุดและการรวบรวมไอออน โมดูลผ่านการสแกน EL ความละเอียดสูงทั้งก่อนการเคลือบและหลังการจัดเฟรมขั้นสุดท้าย เพื่อกำจัดข้อบกพร่องทางกายภาพก่อนจัดส่ง

3. การปั่นจักรยานด้วยความร้อนและความร้อนชื้น:การปฏิบัติตามมาตรฐานต้องใช้รอบความร้อน 200 รอบ (TC200) และความร้อนชื้น 1,000 ชั่วโมง (DH1000) โมดูลกระจกสองชั้นชนิด N เกรดยูทิลิตี้ได้รับการจัดอันดับเป็น DH2000 โดยจำลอง 25+ ปีในสภาพแวดล้อมเขตร้อนที่มีความชื้นสูงและมีอุณหภูมิสูง

คำถามที่พบบ่อย

1. โครงสร้างกระจกสองชั้นลด PID ได้อย่างไรเมื่อเปรียบเทียบกับแผ่นหลังโปร่งใสแบบดั้งเดิมในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิสูง

แผ่นหลังโพลีเมอร์โปร่งใสและทึบแสงมีอัตราการส่งผ่านไอน้ำ (WVTR) สูง ซึ่งช่วยให้ความชื้นโดยรอบเข้าสู่เมทริกซ์ของโมดูลเมื่อเวลาผ่านไป ไฮโดรไลซิสภายในสารห่อหุ้มจะสร้างไอออนอิสระที่เร่ง PID ภายใต้แรงดันไฟฟ้ากระแสตรงสูง

ชั้นกระจกด้านหน้าและด้านหลังที่เสริมความแข็งแกร่งด้วยความร้อนสร้างเกราะป้องกันทางกายภาพที่ไม่สามารถซึมผ่านได้จากการซึมของความชื้น โดยล็อคเมทริกซ์ของเซลล์ไว้ภายในสภาพแวดล้อมที่ปิดสนิท และป้องกันการขนส่งไอออนที่ขับเคลื่อนด้วยความชื้น

2. ฟังก์ชันอินเวอร์เตอร์ anti-PID แบบแอคทีฟสามารถทดแทนความต้องการโมดูลแสงอาทิตย์ที่ทนทานต่อ PID โดยสิ้นเชิงได้หรือไม่

ไม่ แม้ว่าหน่วยกู้คืนในเวลากลางคืนที่ติดตั้งไว้ในอินเวอร์เตอร์ส่วนกลางหรือสตริงจะใช้แรงดันไบแอสย้อนกลับเพื่อคายประจุที่พื้นผิวสะสม แต่หน่วยเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นชั้นบรรเทาผลกระทบรอง แทนที่จะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ต้นตอ

หากเคมีของโมดูลภายในใช้สารห่อหุ้ม WVTR สูงหรือชั้น ARC ที่ไม่เสถียร การย่อยสลายของเซลล์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ (โครงสร้าง PID) และการกัดกร่อนจะยังคงเกิดขึ้นในช่วงเวลาทำงานในเวลากลางวันที่มีการใช้งานสูงสุด เมื่อความเครียดจากความร้อนและแรงดันไฟฟ้าในการทำงานอยู่ที่ระดับสูงสุด โมดูล Anti-PID จำเป็นสำหรับการป้องกันเบื้องต้น

3. โปรโตคอลการบรรจุและการขนส่งใดบ้างที่ใช้เพื่อป้องกันการแตกร้าวขนาดเล็กและความเสี่ยง PID ในระหว่างการขนส่งทางไกล

โมดูล 700W+ กระจกสองชั้นน้ำหนักมากบรรจุในพาเลทโครงไม้แนวตั้งที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งออกแบบมาเพื่อแยกการสั่นสะเทือนบนท้องถนนแบบไดนามิก

โมดูลจะถูกแยกออกจากกันด้วยแผ่นป้องกันมุมที่ไม่มีฤทธิ์กัดกร่อน และห่อด้วยฟิล์มป้องกันไอเพื่อป้องกันหมอกเกลือและความชื้นในระหว่างการขนส่งทางทะเล พาเลทได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับการบรรทุกตู้คอนเทนเนอร์โดยตรง โดยไม่มีแรงเค้นซ้อนแบบไดนามิก ป้องกันการแตกหักขนาดเล็กในเมทริกซ์ซิลิคอนที่ทำหน้าที่เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับ PID

การสนับสนุนด้านวิศวกรรมและราคาโครงการ

เค้าโครงทางเทคนิคที่ปรับแต่งได้ การคำนวณขนาดสตริง และการสนับสนุนรายการวัสดุ (BOM) ที่สมบูรณ์มีให้บริการผ่านแผนกวิศวกรรมของเราสำหรับการติดตั้ง PV สาธารณูปโภคและเชิงพาณิชย์

ติดต่อทีมวิศวกรของเราเพื่อขอเค้าโครงระบบ PV ขนาด 5kW+ ที่กำหนดเองและใบเสนอราคา BOM โดยละเอียดภายใน 48 ชั่วโมง