Suy thoái tiềm ẩn (PID) đã ám ảnh ngành công nghiệp năng lượng mặt trời kể từ khi nó ra đời.Hiện tượng này xảy ra khi phía DC điện áp cao của dự án năng lượng mặt trời được lắp đặt bên cạnh các thiết bị khác có điện áp khác nhau.Sự khác biệt có thể gây ra sự di chuyển natri, trong đó các electron nằm trong kính mô-đun thoát ra ngoài và làm tăng tốc độ xuống cấp của mô-đun.
Steven Marsh, giám đốc cấp cao về công nghệ và thiết kế của nhà phát triển quy mô lớn Origis Energy, cho biết: “Độ lớn vốn có đó thúc đẩy hành vi PID này, nếu các mô-đun hoặc thiết bị điện tử công suất không được thiết kế theo cách cụ thể để giảm thiểu điều này”.
Các mô-đun màng mỏng dễ bị PID hơn do điện áp và cấu tạo vật liệu cao hơn, nhưng các tấm silicon tinh thể cũng có nguy cơ nếu có bất kỳ sai sót nào trong tấm wafer.Nhà phát triển Silicon Ranch ưu tiên chức năng chống PID cho bộ biến tần chuỗi trên cả hai loại dự án.
“Chúng được tạo ra khác nhau, nhưng về tổng thể thì giống nhauglo lắng mà một nhà thiết kế năng lượng mặt trời phải có, đó là những điểm yếu nhỏ trongTấm năng lượng mặt trời, bạn đề phòng bằng các tính năng chống PID trongbiến tầnNick de Vries, SVP phụ trách công nghệ và quản lý tài sản tại Silicon Ranch cho biết.
Khi công nghệ bảng điều khiển mới ra đời, thường phải mất một thời gian để trau dồi sản phẩm nhằm giảm nguy cơ mắc bệnh PID.Marsh cho biết các mẫu mô-đun hai mặt kính trên kính ban đầu gặp vấn đề với PID, nhưng các nhà sản xuất đã có những bước tiến kể từ đó.
“[PID] thỉnh thoảng xuất hiện trở lại khi công nghệ phát triển, chỉ vì nó rất mới và đang phát triển.Đó là một điều kiện rất khắt khe mà các mô-đun phải trải qua,” ông nói.
Bộ biến tần trung tâm là sự lựa chọn an toàn để tránh PID.Chúng bao gồm các máy biến áp tích hợp được nối đất âm, cách ly phía DC và AC của hệ thống.
Tuy nhiên, do các bộ biến tần chuỗi không biến áp ngày càng được triển khai rộng rãi trong các dự án lớn hơn vì tính đơn giản trong vận hành và bảo trì, với các tấm màng mỏng và các mặt khác, nên chủ dự án giờ đây phải xem xét việc giảm thiểu PID.
“Có một số cách chính để bạn có thể đạt được sự cách ly điện và máy biến áp là một trong số đó.Thật không may, việc thay đổi đó thành không có máy biến áp sẽ tạo ra vấn đề đó,” Marsh nói.“Mảng quang điện cuối cùng sẽ nổi và điều đó thường có nghĩa là khoảng một nửa mô-đun trong toàn bộ hệ thống sẽ có độ lệch âm so với mặt đất.”
Một số phương pháp có thể được sử dụng để giúp tránh PID trong bộ biến tần chuỗi không biến áp.Người lắp đặt có thể thêm một máy biến áp cách ly nối đất hoặc nối đất máy biến áp tăng áp ở phía AC.Và các nhà sản xuất hiện đang bổ sung thêm phần cứng và phần mềm đặc biệt vào bộ biến tần chuỗi để chống lại PID.
Marsh cho biết có hai loại giảm nhẹ PID trong chuỗibiến tần- các phương pháp chống PID chủ động và các chế độ phục hồi PID thụ động.Các giải pháp phần cứng và phần mềm chống PID chủ động đảm nhiệm phía DC của hệ thống và nâng cao điện áp để tất cả các mô-đun đều ở trên mặt đất.Mặt khác, các phương pháp khôi phục PID hoạt động vào ban đêm để hoàn tác PID tích lũy trong ngày.Tuy nhiên, nhà sản xuất màng mỏng First Solar cho biết các mô-đun của họ phản ứng thuận lợi hơn với chức năng chống PID chủ động hơn là phục hồi PID.
Một số nhà sản xuất biến tần chuỗi trên thị trường hiện nay bao gồm phần cứng chống PID và phần mềm đi kèm để bảo vệ khỏi sự xuống cấp hoặc bán các phụ kiện riêng biệt để thực hiện các chức năng bảo vệ.Ví dụ: CPS America cung cấp Bộ cân bằng năng lượng CPS, trong khi Sungrow xây dựng phần cứng chống PID cho bộ biến tần chuỗi SG125HV và SG250HX.Sungrow bắt đầu cung cấp bộ biến tần chuỗi chống PID vào khoảng năm 2018.
Daniel Friberg, giám đốc sản phẩm và kỹ thuật tại Sungrow cho biết: “Có nhiều câu hỏi về tốc độ xuống cấp của các tấm nền nói chung vào thời điểm đó, vì vậy chúng tôi đã phát triển giải pháp này”.
Yaskawa Solectria gần đây đã công bố phiên bản chống PID của biến tần chuỗi dòng XGI 1500-250 được thiết kế để hoạt động với các mô-đun màng mỏng First Solar.
“Việc đó cần thực hiện một số thay đổi nhỏ bên trong bộ biến tần.Đó không phải là một vấn đề lớn nhưng nó đòi hỏi một chút thời gian kỹ thuật và cập nhật danh sách cho một mẫu cụ thể hoàn toàn mới trong loạt sản phẩm này, vì vậy chúng tôi đang trong quá trình chứng minh điều đó trong phòng thí nghiệm,” Miles Russell, giám đốc sản phẩm cho biết. quản lý tại Yaskawa Solectria Solar.
Cả Solectria và First Solar đều sản xuất sản phẩm của họ tại Hoa Kỳ, giúp người lắp đặt dễ dàng ghép nối để đạt được các mục tiêu khuyến khích nội dung trong nước có trong IRA.Nhưng họ đã thảo luận rất kỹ về việc giảm thiểu PID trước khi IRA được viết.
Alex Kamerer, giám đốc dự án tại First Solar cho biết: “Chúng tôi bắt đầu mối quan hệ đó hai năm trước, chỉ với mục tiêu thuần túy ở cấp độ kỹ thuật là tạo ra một sản phẩm dễ dàng tương thích với sản phẩm của chúng tôi”.“Chúng tôi thực hiện thêm bước đó để đảm bảo rằng chúng tôi có khả năng tương thích với các nhà cung cấp hệ thống của mình, điều này mang lại lợi ích cho khách hàng của chúng tôi.”
Theo Marsh của Origis, mặc dù nhiều nhà sản xuất biến tần đang bắt đầu kết hợp các chức năng chống PID trong bộ biến tần chuỗi khi công nghệ này ngày càng được sử dụng trong các dự án lớn hơn, nhưng các kỹ sư đôi khi vẫn phải tìm hiểu kỹ các bảng dữ liệu để kiểm tra khả năng chống PID của sản phẩm.
Ông nói: “Chúng tôi nhận thấy rằng có một số lựa chọn hiện có và chúng không nhất thiết phải là yếu tố tác động lớn đến chi phí vốn ban đầu của bộ biến tần”.“Tuy nhiên, những tính năng này không có xu hướng được công bố rộng rãi, có thể vì chủ đề này rất rất kỹ thuật hoặc thậm chí [vì] bản thân PID khá khó phát hiện tại hiện trường.Vì vậy, chúng tôi chắc chắn thấy một số bộ biến tần không biến áp không có chức năng này.”
Nhưng việc giảm thiểu PID sẽ càng trở nên quan trọng hơn vì các công ty năng lượng mặt trời hiện có tùy chọn nhận tín dụng thuế sản xuất (PTC) trong IRA.Việc kiểm soát sự xuống cấp để các mô-đun tạo ra công suất tối đa trong thời gian dài nhất có thể sẽ rất quan trọng để đảm bảo tín dụng thuế.
Marsh nói: “Tôi nghĩ rằng việc có hiểu biết rộng rãi trong ngành về các yếu tố trong PID có lẽ là điều cần phải tăng cường - giáo dục về thời điểm mà các mô-đun của bạn có thể dễ bị PID, cũng như các phương pháp phát hiện”.
Thời gian đăng: Jan-30-2023