پرداختن به تخریب PID و LID در پروژه های خورشیدی با دمای بالا

پرداختن به تخریب PID و LID در پروژه های خورشیدی با دمای بالا

استراتژی‌های کاهش PID و LID در سیستم‌های PV شهری با دمای بالا LCOE را با فناوری شیشه دوگانه TOPCon 700-725W نوع N بهینه کنید.

هزینه تخریب کنترل نشده فتوولتائیک

تأسیسات فتوولتائیک در مقیاس کاربردی که در محیط‌های خشک، گرمسیری و بیابانی مستقر می‌شوند معمولاً با دمای سلولی بیش از 65 درجه مواجه هستند. تحت این شرایط طولانی، ماژول‌های سیلیکونی کریستالی استاندارد از تلفات توان شتاب‌دار ناشی از دو مکانیسم الکتروشیمیایی متمایز رنج می‌برند: تخریب ناشی از پتانسیل (PID) و تخریب ناشی از نور (LID).

برای پیمانکاران EPC و توسعه دهندگان پروژه، PID و LID کنترل نشده به طور مستقیم مدل سازی مالی سیستم را به خطر می اندازند. تخریب در مراحل اولیه بیش از مفروضات اولیه PVSyst منجر به بازده انرژی خارج از هدف، تعهدات توافقنامه خرید برق (PPA) از دست رفته و افزایش هزینه همسطح الکتریسیته (LCOE) می شود.

جلوگیری از این تلفات مستلزم حرکت فراتر از انتخاب اجزای استاندارد برای استقرار فناوری سلول TOPCon نوع N، بسته‌بندی شیشه‌ای دوگانه و موانع مهاجرت یون سدیم است. این راهنما فیزیک تخریب در دمای بالا را تشریح می‌کند، مکانیسم‌های مکانیکی درگیر را تعیین می‌کند، و کاهش فنی را ارزیابی می‌کند.^{استراتژی‌های پروژه‌های خورشیدی تجاری و کاربردی}

تجزیه و تحلیل فنی و مکانیسم های اصلی PID و LID

فیزیک تخریب ناشی از پتانسیل (PID).

PID زمانی اتفاق می‌افتد که ولتاژ بالای سیستم (معمولاً 1500 ولت DC در پیکربندی‌های شهری) یک میدان الکترواستاتیک قوی بین قاب آلومینیومی زمین و سلول‌های خورشیدی سیلیکونی فعال ایجاد می‌کند.

1. مهاجرت یون سدیم:گرما باعث تسریع انتشار یونهای سدیم (Na⁺) از شیشه پوشش سودا آهک از طریق کپسولانت.

2. نفوذ پوشش ضد انعکاس (ARC):میدان الکتریکی Na را به حرکت در می آورد⁺یون ها به لایه پوشش ضد انعکاس سلول نیترید سیلیکون (SiNx) وارد می شوند.

3. PN Junction Shunting:بارهای مثبت انباشته شده در سطح سلول باعث شنت موضعی اتصال PN، افزایش چگالی نقص و کاهش شدید ولتاژ مدار باز (Voc) و ضریب پر (FF) می شود.

رطوبت بالا و دمای محیط بالای 45 درجه باعث کاهش مقاومت الکتریکی شیشه و کپسول‌کننده‌ها شده و سرعت سدیم را تسریع می‌کند.⁺انتقال یون

تخریب ناشی از نور (LID) و مجتمع های بور-اکسیژن

LID در درجه اول بر سیلیکون کریستالی نوع P معمولی (PERC) تأثیر می گذارد. هنگامی که ویفرهای نوع P دوپ شده با بور در معرض نور خورشید قرار می گیرند، اکسیژن میان بافتی محلول در شمش سیلیکون با بور واکنش داده و کمپلکس های بور-اکسیژن (BO) را تشکیل می دهد.

مراکز نوترکیبی:این کمپلکس‌های BO به‌عنوان مراکز نوترکیبی برای جفت‌های الکترون-حفره تولید شده با عکس عمل می‌کنند.

تاثیر:ماژول‌های PERC نوع P در چند صد ساعت اول عملیات میدانی، 1.5% تا 3.0% افت بازده اولیه را تجربه می‌کنند.

راه حل N-Type:فناوری TOPCon نوع N (تماس غیرفعال شده اکسید تونل) دوپینگ بور را با دوپینگ فسفر جایگزین می کند. از آنجایی که فسفر با اکسیژن واکنش نمی‌دهد، سلول‌های TOPCon نوع N، درب BO محور صفر را نشان می‌دهند.

استانداردهای صنعت، تأثیر تخریب، و بازگشت سرمایه مالی

تخریب بدون کاهش منجر به زیان مالی انباشته در طول چرخه عمر عملیاتی 30 ساله می شود. معماری های مدول مدرن این اثرات را از طریق تغییرات مصالح ساختاری کاهش می دهند.

ماتریس فناوری مقایسه ای

کاهش LCOE و تجزیه و تحلیل مالی

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

در مناطق پر تابش، ضریب دمایی -0.29٪ در درجه همراه با درب BO صفر، تقریباً 1450 ساعت عملیاتی معادل با بار کامل را در طول عمر یک دارایی 100 مگاواتی در مقایسه با راه حل های استاندارد نوع P اضافه می کند.

یکپارچه سازی سیستم و سازگاری اجزا

دستیابی به تعادل بادوام سیستم (BOS) مستلزم سازگاری کامل در کل آرایه DC است. ماژول های با راندمان بالا باید به طور یکپارچه با سازه های نصب، الگوریتم های ردیابی و سیستم های تعادل ذخیره سازی ادغام شوند.

یکپارچگی کپسولاسیون: POE در مقابل EVA

مقاومت PID در سطح ماژول به شدت به شیمی کپسولان متکی است:

اتیلن وینیل استات (EVA):تحت دما و رطوبت بالا، EVA از طریق هیدرولیز تجزیه می شود و اسید استیک (CH) تولید می کند.₃COOH). اسید استیک متالیزاسیون سلولی را خورده و سدیم را آزاد می کند⁺یون های درون شیشه، بدتر شدن PID.

پلی الفین الاستومر (POE):POE دارای نرخ انتقال بخار آب (WVTR) به طور قابل توجهی کمتر از EVA است و محصولات جانبی اسیدی تحت تنش حرارتی تولید نمی کند. استفاده از محصورکننده های POE با بسته بندی دو شیشه ای، ماتریکس سلولی را از رطوبت اتمسفر جدا می کند.

تعادل سیستم و ماژول های توان بالا

برای پروژه‌های تجاری و کاربردی که از فرمت‌های پرقدرت استفاده می‌کنند، جفت کردن طرح‌های ماژول ضد PID با اجزای تعادل خروجی بالا، استرس مکانیکی و الکتریکی را به حداقل می‌رساند:

نصب و ردیاب:ساختارهای قاب سنگین در ماژول‌های پرقدرت برای پیکربندی‌های ردیابی 1P/2P مهندسی شده‌اند و بارگذاری مکانیکی تا 5400 Pa (جلو) / 2400 Pa (عقب) را برای جلوگیری از ایجاد ترک‌های ریز که باعث ایجاد نقاط داغ و PID موضعی می‌شوند، ارائه می‌دهند.

توپولوژی اینورتر:استفاده از اتصال زمین عملکردی یا شبانه ضد PID در اینورترهای رشته‌ای و مرکزی، ولتاژ بایاس معکوس را به آرایه در ساعات غیرعملیاتی اعمال می‌کند و تجمع شارژ سطحی باقی‌مانده را خنثی می‌کند.

بهینه سازی سیستم:استفاده از پلتفرم‌های پرقدرت مانند سری شیشه‌های دوگانه 700-725 وات، هزینه‌های تعادل سیستم DC را با کاهش کابل‌کشی رشته‌ای مورد نیاز، ورودی‌های جعبه ترکیبی و پایه‌های ردیاب در هر مگاوات کاهش می‌دهد.

استانداردهای کنترل کیفیت و انطباق جهانی

برای تضمین مقاومت در برابر PID و LID در تاسیسات با دمای بالا، آزمایش شخص ثالث و پروتکل‌های دقیق ساخت مورد نیاز است.

پروتکل های تست و تأیید کارخانه

1. آزمایش PID گسترده (IEC 62804-1):ماژول ها در معرض بایاس -1500 ولت DC در دمای محیط 85 درجه و رطوبت نسبی 85 درصد برای حداقل 192 ساعت مداوم (دوبرابر نیاز استاندارد IEC) قرار می گیرند. کاهش قدرت باید زیر 1.0٪ باقی بماند.

2. بازرسی دوگانه 100% EL (الکترولومینسانس):میکرو ترک ها به عنوان نقاط کانونی برای گرمایش موضعی و جمع آوری یون عمل می کنند. ماژول ها هم قبل از لمینیت و هم بعد از قاب بندی نهایی تحت اسکن EL با وضوح بالا قرار می گیرند تا عیوب فیزیکی قبل از ارسال برطرف شوند.

3. چرخه حرارتی و گرمای مرطوب:انطباق استاندارد به 200 سیکل حرارتی (TC200) و 1000 ساعت گرمای مرطوب (DH1000) نیاز دارد. ماژول‌های شیشه‌ای دوگانه نوع N درجه‌بندی شده با DH2000 هستند که 25+ سال را در محیط‌های گرمسیری با رطوبت و دمای بالا شبیه‌سازی می‌کنند.

سوالات متداول

1. چگونه ساخت شیشه دوگانه PID را در مقایسه با صفحات پشتی شفاف سنتی در مناطق با دمای بالا کاهش می دهد؟

صفحات پشتی پلیمری شفاف و مات دارای نرخ انتقال بخار آب (WVTR) بالایی هستند که به رطوبت محیط اجازه می دهد در طول زمان وارد ماتریس ماژول شود. هیدرولیز در داخل محفظه یون های آزاد ایجاد می کند که PID را تحت ولتاژ DC بالا تسریع می کند.

لایه‌های شیشه‌ای تقویت‌شده با حرارت جلو و عقب، یک مانع فیزیکی غیرقابل نفوذ در برابر نفوذ رطوبت ایجاد می‌کنند، ماتریکس سلول را در یک محیط مهر و موم شده قفل می‌کند و از انتقال یون ناشی از رطوبت جلوگیری می‌کند.

2. آیا یک عملکرد اینورتر ضد PID فعال می تواند به طور کامل جایگزین نیاز به ماژول های خورشیدی مقاوم در برابر PID شود؟

خیر. در حالی که واحدهای بازیابی شبانه که در اینورترهای مرکزی یا رشته‌ای تعبیه شده‌اند، ولتاژ بایاس معکوس را برای تخلیه بارهای سطحی انباشته اعمال می‌کنند، آنها به‌عنوان یک لایه کاهش‌دهنده ثانویه عمل می‌کنند تا یک راه‌حل اصلی.

اگر شیمی ماژول داخلی از محصورکننده‌های WVTR بالا یا لایه‌های ARC ناپایدار استفاده کند، تخریب سلولی برگشت‌ناپذیر (PID-Structural) و خوردگی همچنان در ساعات اوج کار در طول روز رخ می‌دهد که تنش حرارتی و ولتاژهای کاری در بالاترین حد خود هستند. ماژول های Anti-PID برای حفاظت اولیه ضروری هستند.

3. از چه پروتکل‌های بسته‌بندی و حمل‌ونقل برای جلوگیری از ریزترک‌خوردگی و خطرات PID در حمل و نقل طولانی مدت استفاده می‌شود؟

ماژول‌های دو شیشه‌ای سنگین وزن 700W+ در پالت‌های چوبی عمودی و با چگالی بالا بسته‌بندی شده‌اند که برای جداسازی ارتعاشات دینامیک جاده طراحی شده‌اند.

ماژول‌ها توسط محافظ‌های گوشه‌ای غیر ساینده از هم جدا می‌شوند و با لایه‌های محافظ سد بخار بسته‌بندی می‌شوند تا از نفوذ مه نمک و رطوبت در طول حمل و نقل بار اقیانوسی جلوگیری کنند. پالت ها برای بارگذاری مستقیم کانتینر بدون انباشته شدن تنش دینامیکی مهندسی شده اند و از شکستگی های ریز در ماتریس سیلیکونی که به عنوان نقاط شروع PID عمل می کنند، جلوگیری می کنند.

پشتیبانی مهندسی و قیمت پروژه

طرح‌بندی‌های فنی سفارشی، محاسبات اندازه رشته‌ها، و پشتیبانی کامل از صورتحساب مواد (BOM) از طریق بخش مهندسی ما برای تاسیسات PV کاربردی و تجاری در دسترس هستند.

برای طرح سفارشی سیستم PV 5kW+ و قیمت دقیق BOM ظرف 48 ساعت با تیم مهندسی ما تماس بگیرید.