Prevenire l’effetto PID dei moduli fotovoltaici

15 dicembre 2016 | Blog

Buongiorno a tutti,
oggi voglio parlarvi di un fenomeno elettrico che produce una perdita di potenza nei moduli fotovoltaici: il P.I.D.

L’effetto PID (Potential Induced Degradation) è stato evidenziato nel 2005 su celle Sunpower ma successivamente si è manifestato anche su moduli realizzati con celle tradizionali. Nella stragrande maggioranza dei casi è un effetto reversibile di polarizzazione mentre con minore frequenza è legato alla corrosione elettrochimica che non è risolvibile. Il PID è diventato sempre più evidente dall’introduzione degli inverter senza trasformatore: inverter che consentono quindi di avere un potenziale flottante.
Al tempo stesso le tensioni delle stringhe sono aumentate a 1000 V (ora si va verso i 1500 V) per ottimizzare i costi del BOS.
Alcuni moduli della stringa si trovano quindi ad avere un potenziale negativo verso la terra a cui sono fisicamente tramite la struttura che, da normative, è collegata con la terra stessa. Si genera quindi una migrazione di cariche elettriche dal vetro, attraverso l’E.V.A., verso la cella che va a ridurre sensibilmente la capacità di conversione fotovoltaica.
Dando per scontato che non ha senso ritornare ad utilizzare i vecchi inverter con il trasformatore (più pesanti, meno efficienti, più fragili), per prevenire questo problema si può agire a livello di impianto anche a posteriori, installando dei sistemi che virtualmente mettono a terra il polo negativo, oppure a livello di modulo.

Prevenire l’effetto PID sul modulo può essere fatto secondo diverse strategie. Tuttavia per garantire davvero un modulo “PID-free” è bene applicare simultaneamente diversi accorgimenti:
1. Celle: anche le celle possono essere più o meno isolate bene lungo il loro perimetro. Una cella ben isolata avrà una corrente di dispersione più bassa e quindi sarà meno soggetta al PID. Tuttavia celle uguali del medesimo produttore possono essere realizzate con wafer di resistività diversa: maggiore è la resistività del wafer minore sarà il rischio di PID.
2. Anti-reflection coating delle celle: questo si è dimostrato uno dei parametri più importanti per prevenire il PID. Normalmente l’antiriflesso è realizzato in SiN ma si è notato che materiali con una percentuale di N alta sono più soggetti a PID. Al tempo stesso, laddove lo strato di antiriflesso è più spesso, si riduce il rischio PID.
3. Vetro a basso contenuto di sodio: si è verificato sperimentalmente che vetri ad alto contenuto di sodio favoriscono il PID
4. Materiale incapsulante: l’E.V.A. o eventuali altri incapsulanti utilizzati nella produzione del modulo devono poter garantire una bassa dispersione di corrente e in ogni caso devono avere un basso WVTR (Water Vapour Transmission Rate).

Per ogni altro approfondimento non esitate a contattarmi,
Daniele Rocchi
Energy Manager

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