Деградация солнечных модулей. Виды, причины, методы диагностики модулей

Развитие мощности фотоэлектрической генерации
(Источник: https://www.bp.com/en/global/corporate/energy-economics/
statistical-review-of-world-energy/renewable-energy.html#solar-energy)

Цель работы
изучить виды деградации фотоэлектрических модулей;
установить причины деградации модулей;
рассмотреть методы определения деградации;
спрогнозировать вероятность возникновения деградации.

Зависимость снижения эффективности работы ФЭМ от времени эксплуатации (график составлен на основе паспортов на стандартные солнечные модули)

Горячие точки (Hot-spot)
Причины:
Поверхностные загрязнения;
Локальные потемнения или трещины светопропускающих элементов конструкции модуля.
Методы диагностирования:
Визуальный осмотр;
Измерение температуры участков модуля.

Потенциально-индуцированная деградация (Potential Induced Degradation – PID)
Причина:
Высокое напряжение одного из контактов цепи относительно земли в зависимость от типа ячеек:
n-типа – положительный контакт
p-типа – отрицательный контакт

Методы диагностирования PID
Электролюминесцентный снимок модуля до и после тестирования на PID
Вольт-амперная характеристика ячейки солнечного модуля, подверженного тесту PID, до, после 10 и 20 минут при 75 ° C.

Температурная деградация
Зависимость выработки ФЭМ от температуры (график составлен на основе паспортов на стандартные солнечные модули)

Направление исследования
Прогнозирование и оценка степени деградации фотоэлектрических модулей при помощи параметров выходной мощности, температуры модуля, а также погодных условий.
Электрическая основа для моделирования старения фотоэлектрических модулей: а) схема замещения солнечной ячейки, где Rп – последовательное сопротивление, Rш – шунтирующее сопротивление; б) схема замещения ФЭМ размером 72 ячейки, где Rн – нагрузка
б
а