Вчені заявили про можливість зберігати продуктивність сонячних панелей практично незмінною протягом 60 років роботи при використанні матеріалів, які дозволяють нівелювати деградацію, викликану поляризацією або потенціалом щодо землі (Potential induced degradation, PID).
За даними фахівців Центру досліджень сонячної та водневої енергетики, розташованого у федеральній землі Баден-Вюртемберг (ZSW), ефективність роботи панелі знижується через витік струму, викликаного різницею напруг між сонячними батареями та заземленою рамою. Вплив цього ефекту вдалося мінімізувати шляхом поліпшення конструкції панелі. Однак при збільшенні напруги з 1000 до 1500 вольт проблема вимагає нового інженерного рішення.
PID, як випливає з визначення, виникає, коли потенціал напруги сонячних модулів та струм витоку визначають рухливість іонів всередині пристрою між напівпровідниковим матеріалом та іншими елементами модуля (наприклад, склом, кріпленням та рамою). Іонна рухливість (іонна міграція) прискорюється зі збільшенням вологості, температури та потенціалу напруги. Впливу PID піддаються всі сонячні панелі - PN-з'єднання елементів руйнуються, що робить їх менш продуктивними та менш ефективними.
Команда з ZSW спільно з іспанським підрозділом американської корпорації Specialized Technology Resources та компанією CS Wismar розробила тест, що імітує десятиліття експлуатації сонячних панелей і дозволяє проаналізувати їх стійкість до PID. Вчені впевнені, що нову методику можна використовувати при аналізі довгострокових проєктів при будівництві нових сонячних електростанцій.
Тестування за стандартом IEC TS 62804-1 було доповнено збільшенням напруги на 67% до 2500 вольтів. Тривалість процесу випробування була доведена до 1000 годин, що в 10 разів довше звичайної процедури. Були перевірені два типи сонячних панелей, що розрізняються стійкістю до PID. Кожен з них тестувався в комбінації з матеріалом, що обрамляє панелі: зі звичайного етиленвінілацетату (EVA-1), поліпшеного етиленвінілацетату (EVA-2) та поліолефінового еластомеру (POE).
В ході експерименту дослідники з'ясували, що якщо використовувати EVA-1, то викликана потенціалом деградація проявляється в падінні продуктивності модуля на 5% після 2 років експлуатації при напрузі 1500 вольтів. EVA-2 збільшує цей термін аж до 22 років. Модулі з POE практично не схильні до зниження ефективності через PID навіть після 60 років експлуатації.
Цікаве рішення для боротьби з потенційною деградацією пропонує австралійська компанія OriSolar (на відео нижче). Пристрій під назвою «Anti PID» підключається послідовно в ланцюг між сонячними панелями та інвертором, який веде строгий контроль роботи системи в денний час. Для додаткового захисту вночі інвертор відключається, після чого пристрій починає подавати струм назад на панелі та, таким чином, відновлює їх продуктивність. Компанія заявляє, що здатна підвищити ефективність сонячних панелей до 95% протягом 40 днів.
За матеріалами: ЕкоТехніка
