Потенциально-индуцированная деградация (PID) преследовала солнечную промышленность с момента ее зарождения.Это явление происходит, когда сторона высокого напряжения постоянного тока солнечной установки устанавливается рядом с другим оборудованием с другим напряжением.Несоответствие может вызвать миграцию натрия, при которой электроны, заключенные в стекле модуля, покидают его и ускоряют деградацию модуля.
«Эта присущая ему большая величина приводит к такому поведению ПИД-регулятора, если модули или силовая электроника не спроектированы особым образом, чтобы смягчить это», — сказал Стивен Марш, старший директор по технологиям и проектированию крупного разработчика Origis Energy.
Тонкопленочные модули более восприимчивы к ФИД из-за более высокого напряжения и состава материала, но панели из кристаллического кремния также подвергаются риску. если есть какие-то изъяны в вафлях.Разработчик Silicon Ranch отдает приоритет функциям защиты от ПИД-регулятора для струнных инверторов в обоих типах проектов.
«Они сделаны разными, но суть одна и та же.gбеспокойство, которое должен иметь проектировщик солнечной энергии, а именно эти незначительные недостатки всолнечные панели, вы защищаете себя с помощью функций защиты от PID в вашеминверторы— сказал Ник де Врис, старший вице-президент по технологиям и управлению активами Silicon Ranch.
Когда появляется новая технология панелей, часто требуется некоторое время, чтобы отточить продукт, чтобы снизить риск PID.По словам Марша, у ранних моделей двусторонних модулей «стекло-стекло» были проблемы с ФИД, но с тех пор производители добились успехов.
«[PID] возвращается время от времени по мере развития технологии, просто потому, что она очень новая и развивается.Это очень сложное условие, через которое должны пройти модули», — сказал он.
Центральные инверторы — надежный выбор, позволяющий избежать ПИД-регулятора.Они включают в себя встроенные трансформаторы с отрицательным заземлением, изолирующие стороны постоянного и переменного тока системы.
Но поскольку бестрансформаторные струнные инверторы все чаще используются в более крупных проектах из-за их простоты эксплуатации и технического обслуживания, с тонкопленочными панелями и т. Д., Владельцы проектов теперь должны учитывать смягчение последствий ПИД.
«Есть несколько ключевых способов достижения гальванической развязки, и трансформатор — один из них.К сожалению, переход на бестрансформаторную систему создает эту проблему», — сказал Марш.«Фотоэлектрический массив в конечном итоге окажется плавающим, и обычно это означает, что около половины модулей во всей системе будут испытывать отрицательное смещение относительно земли».
Чтобы избежать ПИД-регулятора в бестрансформаторных цепных инверторах, можно использовать несколько методов.Монтажники могут добавить заземленный изолирующий трансформатор или заземлить повышающий трансформатор на стороне переменного тока.И сейчас производители добавляют в струнные инверторы специальное оборудование и программное обеспечение для борьбы с ПИД-регулированием.
Марш сказал, что в строке есть две категории смягчения PID.инверторы— активные методы противодействия ПИД и пассивные режимы восстановления ПИД.Активные аппаратные и программные решения против ПИД-регулирования принимают сторону постоянного тока системы и повышают напряжение, чтобы все модули находились над землей.С другой стороны, методы восстановления PID работают ночью, чтобы отменить PID, накопленный за день.Однако производитель тонких пленок First Solar утверждает, что его модули более благоприятно реагируют на активную функцию защиты от ПИД, чем на восстановление ПИД.
Некоторые производители струнных инверторов, представленные на рынке, теперь включают в себя аппаратное обеспечение для защиты от ПИД и сопутствующее программное обеспечение для защиты от деградации или продают отдельные аксессуары для выполнения защитных функций.Например, CPS America предлагает CPS Energy Balancer, а Sungrow встраивает анти-ПИД-оборудование в свои струнные инверторы SG125HV и SG250HX.Sungrow начала предлагать струнные инверторы с защитой от ПИД-регулятора примерно в 2018 году.
«В то время были вопросы о скорости деградации панелей в целом, поэтому мы разработали решение», — сказал Дэниел Фриберг, директор по продуктам и разработкам в Sungrow.
Компания Yaskawa Solectria недавно анонсировала анти-ПИД-версию своего струнного инвертора серии XGI 1500-250, предназначенную для работы с тонкопленочными модулями First Solar.
«Для этого потребуется несколько небольших изменений внутри инвертора.Это не такая уж большая задача, но она требует некоторого времени на разработку и обновления листинга для совершенно новой конкретной модели в этой серии, поэтому мы сейчас доказываем это в лаборатории», — сказал Майлз Рассел, директор по продукции. руководство Yaskawa Solectria Solar.
И Solectria, и First Solar производят свою продукцию в Соединенных Штатах, что дает установщикам возможность легкого взаимодействия для достижения целей по стимулированию внутреннего контента, включенных в IRA.Но они обсуждали смягчение последствий PID задолго до того, как был написан IRA.
«Мы начали эти отношения два года назад, с чисто технической целью создать продукт, который легко совместим с нашим продуктом», — сказал Алекс Камерер, менеджер проекта First Solar.«Мы делаем дополнительный шаг, чтобы обеспечить совместимость с нашими поставщиками систем, что приносит пользу нашим клиентам».
По словам Марша из Origis, хотя все больше производителей инверторов начинают включать функции анти-ПИД в строковые инверторы, поскольку эта технология все чаще используется в более крупных проектах, инженерам все еще иногда приходится копаться в спецификациях, чтобы проверить возможности анти-ПИД продукта.
«Мы обнаружили, что существует несколько вариантов, и они не обязательно сильно влияют на первоначальную капитальную стоимость инвертора», — сказал он.«Однако эти функции инвертора, как правило, не широко рекламируются, возможно, потому, что тема очень, очень техническая, или даже [потому что] сам ПИД-регулятор довольно сложно обнаружить в полевых условиях.Поэтому мы определенно видим некоторые бестрансформаторные инверторы, которые не имеют этой функции».
Но смягчение PID станет еще более важным, поскольку у компаний, занимающихся солнечной энергетикой, теперь есть возможность получить налоговую льготу на производство (PTC) в IRA.Контроль деградации, чтобы модули производили максимальную мощность как можно дольше, будет иметь решающее значение для уверенности в налоговых льготах.
«Я думаю, что, вероятно, необходимо улучшить широкое понимание в отрасли факторов, связанных с PID, — информирование о том, в каких случаях ваши модули могут быть склонны к PID, а также о методах обнаружения», — сказал Марш.
Время публикации: 30 января 2023 г.