Инверторы помогают бороться с PID по мере развития солнечной технологии

Келси Мисбренер | 24 января 2023 г.

Струнные инверторы Yaskawa Solectria в проекте тонкопленочной солнечной энергии.

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 дизайну крупного разработчика Origis Energy.

Тонкопленочные модули более восприимчивы к PID из-за более высокого напряжения и состава материала, но панели из кристаллического кремния также подвергаются риску, если в пластинах есть какие-либо дефекты. Разработчик Silicon Ranch отдает приоритет функциям защиты от ПИД-регулятора для струнных инверторов в обоих типах проектов.

«Они сделаны по-разному, но это та же самая всеобъемлющая проблема, которую должен испытывать проектировщик солнечной энергии, а именно эти незначительные недостатки в солнечных панелях, от которых вы защищаетесь с помощью анти-ПИД-функций в ваших инверторах», — сказал Ник де Врис, старший вице-президент. технологий и управления активами в 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. Переход на бестрансформаторный режим, к сожалению, 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 струнных инверторах есть две категории снижения ПИД-регулятора — активные методы защиты от ПИД-регулятора и пассивные режимы восстановления ПИД-регулятора. 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.

Струнные инверторы SMA в тонкопленочном проекте Silicon Ranch.

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.