La degradación inducida por potencial ( PID ) es una degradación del rendimiento inducida por potencial en módulos fotovoltaicos cristalinos , causada por las llamadas corrientes parásitas. Este efecto puede causar una pérdida de potencia de hasta el 30 por ciento. [1]
La causa de las corrientes de fuga dañinas, además de la estructura de la célula solar, es la tensión de los módulos fotovoltaicos (FV) individuales con respecto a la tierra . En la mayoría de los sistemas fotovoltaicos sin conexión a tierra, los módulos fotovoltaicos con una tensión positiva o negativa con respecto a la tierra están expuestos a PID. La PID se produce principalmente con una tensión negativa con respecto al potencial de tierra y se acelera con tensiones altas del sistema, altas temperaturas y alta humedad.
El término "degradación inducida por potencial" (PID) se introdujo por primera vez en el idioma inglés en un estudio publicado por S. Pingel y colaboradores en 2010. [2] Se introdujo como un modo de degradación resultante del potencial de voltaje entre las células del módulo fotovoltaico y tierra. La investigación en este campo fue iniciada por el Laboratorio de Propulsión a Chorro, centrándose principalmente en la degradación electroquímica en módulos fotovoltaicos de silicio cristalino [3] y silicio amorfo [4] . El mecanismo de degradación conocido como polarización encontrado en los módulos de alto rendimiento de silicio cristalino de primera generación de SunPower en cadenas que tienen un potencial de voltaje positivo con respecto a tierra se analizó en 2005. [5] También se observó la degradación de los módulos de células solares de unión frontal (n+/p) convencionales bajo potencial de voltaje. La degradación por polarización también se cubrió en la revista especializada Photon (4/2006, 6/2006 y 4/2007).
En 2007, se informó de la presencia de PID en varios paneles solares de Evergreen Solar (Photon 1/2008 y 8 /2008). En este caso, el mecanismo de degradación se produce en módulos fotovoltaicos que contienen las células solares de silicio cristalino de unión frontal (n+/p) más comunes cuando los módulos estaban en un potencial de voltaje negativo con respecto a tierra. El PID se analizó más a fondo como un problema en los módulos cristalinos ordinarios (Photon 12/2010, conferencia de la empresa de energía solar Solon SE en PVSEC en Valencia 2010). Declaración del fabricante de módulos solares Solon SE : "A 1000 V, un voltaje ahora bastante común para los sistemas fotovoltaicos más grandes, puede ser crítico para cada tecnología de módulo" . Se descubrió que el PID del tipo de derivación (PID-s), que es el tipo de PID más frecuente y más perjudicial para los módulos de silicio cristalino, está causado por defectos microscópicos en los cristales que penetran en la unión frontal pn de las células solares afectadas. [6]
En 2013, según ISE Fraunhofer, solo 4 grandes fabricantes de los 23 módulos existentes se consideran no afectados por el PID. [7]
Aunque el PID no suele tener un efecto visual en el módulo, existen diferentes técnicas de análisis de módulos fotovoltaicos para su detección y análisis. En primer lugar, la degradación de potencia puede hacerse visible en las curvas IV . La termografía infrarroja y las técnicas de obtención de imágenes por luminiscencia, como la electroluminiscencia y la fotoluminiscencia, también pueden detectar el PID. [8]
Los PID que se producen en módulos en cadenas de polaridad negativa se pueden evitar por completo si se utiliza un inversor con la posibilidad de conectar a tierra (o conectar a tierra de manera efectiva) el polo positivo o negativo. Esto es posible si el inversor está aislado galvánicamente , por ejemplo, utilizando un transformador , si se utilizan topologías de inversor sin transformador especialmente diseñadas o modificando el potencial de la red eléctrica a tierra. El fabricante del módulo solar debe aclarar qué polo debe conectarse a tierra. El método más sencillo y muy eficaz para evitar los PID es instalar un dispositivo de inversión desde el primer día de instalación. Consulte los fabricantes de dispositivos anti-PID en la sección "Inversión" a continuación.
El fenómeno no afecta a las instalaciones fotovoltaicas con microinversores, ya que los voltajes son demasiado bajos para facilitar la Degradación Inducida por Potencial. [9]
Si el efecto PID está presente en el módulo solar, el efecto se puede revertir. Siete empresas, ELETTROGRAF/ATEX, Huawei, OriSolar, VIGDU, iLumen, PADCON y Pidbull han creado un dispositivo que puede prevenir y revertir este efecto. [10] [11] [12] [13] [14]
^ APID - Solución AntiPID de ELETTROGRAF/ATEX
^ Solución PID de Huawei
^ Solución PID
^ Vídeo de la solución PID
^ Solución PID
^ Solución PID