Contenido:
¿Qué es el efecto de degradación inducida por potencial (PID) en los paneles solares?
¿Por qué se produce el efecto PID?
¿Cómo se detecta la degradación inducida por el potencial (PID)?
¿Cómo prevenir la degradación inducida del potencial (PID)?
¿Qué es el efecto PID en los paneles solares?
La Degradación Inducida por Potencial (PID) en los paneles solares tiene su origen en una notable diferencia de potencial entre el material semiconductor (célula) y otros componentes del módulo, como el cristal, los soportes o el marco de aluminio. Esta disparidad de voltaje induce fugas de corriente, provocando la migración de iones negativos y positivos. Los iones negativos salen a través del marco de aluminio, mientras que los positivos, en particular los de sodio, se desplazan hacia la superficie de la célula. Este proceso "contamina" esencialmente la célula, disminuyendo su efecto fotovoltaico y provocando pérdidas de potencia. Los efectos del EPI pueden provocar importantes pérdidas de potencia, que pueden llegar hasta el 20%, y sus consecuencias no son evidentes de inmediato: la manifestación de estos efectos puede tardar de varios meses a algunos años en hacerse patente.
¿Por qué se produce el efecto de degradación inducida por el potencial (DIP)?
El efecto de degradación inducida por el potencial (PID) suele producirse en el uso a largo plazo de sistemas solares fotovoltaicos, especialmente en entornos de alta temperatura y humedad.
1.Alta temperatura y humedad:
La alta temperatura y la humedad se erigen como los principales instigadores de la Degradación Potencial Inducida (PID) en los paneles solares. El aumento de la humedad conduce a la acumulación de humedad en la superficie del panel, estableciendo vías conductoras y desencadenando diferencias de potencial y efectos PID. Además, el aumento de la humedad favorece la migración de los portadores de carga, lo que provoca una distribución desigual de la corriente y la consiguiente disminución del rendimiento.
A medida que aumenta la temperatura, las alteraciones en las propiedades de los semiconductores, el aumento de la movilidad de los electrones y la aceleración de la formación de diferencias de potencial agravan los efectos PID, provocando en última instancia la degradación de los materiales de los paneles solares. El impacto combinado de la elevada humedad y temperatura intensifica estos efectos, ya que la humedad facilita la adsorción de vapor de agua y las altas temperaturas aceleran la evaporación, magnificando así las diferencias de potencial.
2.Configuración del sistema:
La configuración del sistema fotovoltaico, incluida la conexión a tierra, el tipo de módulo y el tipo de célula, desempeña un papel importante en la PID. El potencial de tensión y la polaridad del módulo influyen en la aparición de PID. Esta dependencia se ve influida por la posición del panel en el conjunto y la conexión a tierra del sistema. Normalmente, la PID se asocia a un potencial de tensión negativo respecto a tierra, lo que hace que el panel con carga más negativa sea más susceptible a los riesgos de PID.
3.Cargas en la superficie de cristal:
Si la superficie de cristal del panel solar soporta cargas, como polvo u otros contaminantes, puede aumentar la diferencia de potencial y provocar el efecto PID.
Diversos factores relacionados con las cargas en los paneles solares contribuyen a los efectos de Degradación Potencial Inducida (PID). La amortiguación de la superficie inducida por las cargas crea una fina película sobre el vidrio, aumentando la amortiguación de la superficie e impidiendo la migración de la carga. Esto concentra las diferencias de potencial en la superficie, lo que altera la distribución uniforme de electrones y aumenta el riesgo de PID. Los cambios inducidos por la carga en las propiedades ópticas, como la alteración de la absorción de la luz, conducen a una absorción desigual, generando diferencias de potencial locales exacerbadas por la luz solar intensa. Las cargas afectan a la conductividad térmica, provocando variaciones locales de temperatura, acelerando la migración de electrones y aumentando las diferencias de potencial, especialmente con luz solar directa. Las cargas que absorben la humedad crean un canal conductor, acelerando la PID. Es necesaria una limpieza frecuente para reducir las diferencias de potencial, mantener el rendimiento del panel y disminuir la probabilidad de PID debido a las cargas.
¿Cómo detectar el efecto de degradación inducida por potencial (PID)?
Para determinar si los paneles solares están afectados por PID, se puede realizar una prueba de la curva I-V. La PID reduce el rendimiento de los paneles solares al disminuir la resistencia de derivación del modelo eléctrico (véase la figura 1). Esto corresponde a un aumento de la corriente de fuga, lo que provoca una reducción de la corriente de salida (y, por tanto, de la capacidad total de salida), y afecta a la curva I-V, como se ilustra en la figura 2.
Figura 1: Modelo de un diodo de un panel solar
Figura 2:Comparación de la curva I-V entre el módulo FV afectado por el PID y el no afectado por el PID
La norma IEC 62804 se estableció para evaluar la capacidad de los paneles solares para soportar altas tensiones sin sufrir degradación. El método prescrito consiste en exponer los paneles solares a una tensión continua de 1000 V en condiciones de 85% de humedad relativa y una temperatura de 60 ºC durante 96 horas. El gráfico ilustra la clasificación Pmpp/W (donde Pmpp representa la potencia máxima del panel), acompañada de imágenes del panel mostrando electroluminiscencia antes y después de la prueba.
La representación visual anterior indica que el sistema fotovoltaico experimentó una disminución de potencia de aproximadamente el 25% durante la prueba PID. Según la norma IEC 60924, para cumplir los requisitos especificados, esta reducción no debe superar el 5%. Aunque puede haber variaciones entre los paneles solares, es importante tener en cuenta que esta norma se estableció mediante pruebas exhaustivas en una amplia gama de paneles fotovoltaicos.
¿Cómo evitar el efecto de degradación potencial inducida (PID)?
La aparición de efectos PID suele verse afectada por diversos factores ambientales y operativos. Para garantizar la estabilidad y el rendimiento del sistema de paneles solares, es necesario tomar una serie de medidas para prevenir y mitigar el impacto del efecto PID.
1.Utilizar paneles solares con tecnología anti-PID:
Elija paneles solares con propiedades anti-PID. Algunos fabricantes utilizan tecnologías de células únicas para mitigar o suprimir la aparición de efectos PID, como los paneles solares HJT.
Los paneles solares HJT (heterounión con capa fina intrínseca) de Maysun evitan eficazmente la degradación inducida por el potencial (PID) mediante el uso estratégico de una capa de película de óxido conductor transparente (TCO) sobre la superficie de vidrio. Esta capa TCO impide la polarización de la carga, evitando estructuralmente la degradación PID. Junto con el diseño de heterounión y la fina capa intrínseca, los paneles solares HJT de Maysun minimizan la migración de carga, reducen la distribución desigual de la corriente y mitigan eficazmente los riesgos de PID, garantizando una mayor estabilidad en entornos difíciles. Además, estos paneles están certificados con la Resistencia PID del Módulo de Ensayo de Módulos Solares-IEC 62804, garantizando una calidad superior.
Los paneles solares HJT de Maysun Solar se han distribuido a varios países europeos. Los clientes han compartido su satisfacción con el impresionante rendimiento y fiabilidad de los paneles solares Maysun HJT.
2. Optimizar el diseño del sistema:
El diseño optimizado del sistema es otro factor clave para prevenir los efectos PID. Optimizar el diseño del sistema por los siguientes medios:
Seguimiento del punto de máxima potencia (MPPT): La tecnología MPPT ayuda a garantizar que los paneles trabajen en el punto de máxima potencia en diferentes condiciones de luz, lo que reduce el riesgo de distribución desigual de la corriente y ralentiza la aparición del efecto PID.
Tecnología de compensación de corriente: La introducción de la tecnología de ecualización de corriente ayuda a mantener una distribución uniforme de la corriente entre los paneles, lo que reduce la posibilidad de que se produzcan efectos PID causados por posibles diferencias de potencial.
3.Recubrimientos protectores:
La aplicación de recubrimientos protectores resistentes al polvo, al vapor de agua y a la contaminación en la superficie de los paneles solares puede mitigar el ataque de contaminantes superficiales a los paneles y reducir el riesgo de efectos PID.
Estos recubrimientos pueden incluir:
Recubrimientos resistentes al polvo: Ralentizan la deposición de polvo y mantienen limpia la superficie del panel.
Recubrimientos resistentes al vapor de agua: Impiden la penetración de vapor de agua y reducen el efecto de la humedad en las diferencias de potencial.
Recubrimientos anticontaminación: Reducen la adherencia de grasas, excrementos de aves y otros contaminantes y mantienen la transparencia óptica de la superficie.
4. Limpieza regular:
La limpieza regular de la superficie del panel solar es una medida clave para mantener el rendimiento del sistema. La eliminación de polvo, hojas, excrementos de pájaros y otras cargas ayuda a mantener limpia la superficie y a reducir la formación de posibles diferencias de potencial. La limpieza regular también ayuda a mantener la transmisión de luz del panel y a mejorar la eficiencia de absorción de la luz.
Además, el PID suele ser reversible. Si se produce PID, un método de mitigación consiste en conectar a tierra el terminal negativo de CC del inversor para evitar tensiones negativas en la cadena. Este método es eficaz cuando el inversor permite esta operación y se aplican todas las precauciones de diseño necesarias. Otra estrategia de mitigación es el uso de "cajas anti-PID" situadas entre la cadena y el inversor. Estas cajas invierten el potencial aplicado por el inversor para contrarrestar las tensiones negativas en los paneles solares afectados. Su efecto es variar la polarización de cada cadena a lo largo del tiempo, reduciendo la probabilidad de PID y permitiendo que cada módulo se "recupere" del potencial negativo experimentado.
Desde 2008, Maysun Solar se ha dedicado a la fabricación de paneles solares de primera categoría. Explore nuestra variada selección, que incluye paneles solares de medio corte, MBB, IBC, HJT y shingled, disponibles en acabados plateado, negro completo, marco negro y vidrio-vidrio. Los paneles cuentan con diseños exquisitos y un rendimiento excepcional, mejorando la estética de cualquier edificio. Con oficinas, almacenes y asociaciones duraderas con instaladores líderes en numerosos países, Maysun Solar es una elección de confianza. Para consultas sobre energía fotovoltaica o los últimos presupuestos sobre paneles solares, no dude en ponerse en contacto con nosotros; estamos deseando ayudarle.
Referencia:
Greensolver, & Greensolver. (2021b, November 26). Potential Induced Degradation (PID) – What is it? - Greensolver. Greensolver.
Admin-D3v. (2020, July 6). LID vs PID: What’s degrading your solar panels? Raycatch | AI Diagnostics for Solar Energy.
Was ist der PID-Effekt (Potential Induced Degradation) von Solarmodulen? (n.d.). Was Ist Der PID-Effekt (Potential Induced Degradation) Von Solarmodulen?
Causes and solutions of the potential Induced Degradation (PID) effect in PV modules - Technical articles. (2020, July 9).
También te puede gustar:
