تساعد العاكسات في مكافحة PID مع تطور تكنولوجيا الطاقة الشمسية

لقد طارد التدهور المستحث المحتمل (PID) صناعة الطاقة الشمسية منذ نشأتها.تحدث هذه الظاهرة عندما يتم تركيب جانب التيار المستمر عالي الجهد لمشروع الطاقة الشمسية بجوار المعدات الأخرى ذات الجهد المختلف.يمكن أن يؤدي هذا التناقض إلى هجرة الصوديوم، حيث تهرب الإلكترونات الموجودة في زجاج الوحدة وتسريع تدهور الوحدة.

قال ستيفن مارش، كبير مديري التكنولوجيا والتصميم في شركة التطوير واسعة النطاق Origis Energy: "هذا الحجم الكبير المتأصل هو الذي يدفع سلوك PID هذا، إذا لم يتم تصميم الوحدات أو إلكترونيات الطاقة بطريقة معينة للتخفيف من ذلك".

تعد وحدات الأغشية الرقيقة أكثر عرضة لـ PID بسبب الجهد العالي وتركيب المواد، ولكن ألواح السيليكون البلورية معرضة للخطر أيضًا إذا كان هناك أي عيوب في الرقائق.يعطي المطور Silicon Ranch الأولوية لوظيفة مكافحة PID لمحولات السلسلة في كلا النوعين من المشاريع.

"لقد تم صنعهم بشكل مختلف، ولكن نفس الشيء في كل شيءgالقلق الذي يجب أن يشعر به مصمم الطاقة الشمسية، وهو نقاط الضعف البسيطة هذه فيالألواح الشمسية، يمكنك الحماية من خلال ميزات مكافحة PID في جهازكالعاكسونقال نيك دي فريس، نائب الرئيس الأول للتكنولوجيا وإدارة الأصول في Silicon Ranch.

عندما تظهر تقنية اللوحة الجديدة، غالبًا ما يستغرق الأمر بعض الوقت لصقل المنتج لتقليل خطر الإصابة بمرض التهاب الحوض.وقال مارش إن النماذج المبكرة للوحدات ثنائية الجانب المصنوعة من الزجاج على الزجاج كانت بها مشكلات مع PID، لكن المصنعين خطوا خطوات واسعة منذ ذلك الحين.

"[PID] يعود من وقت لآخر مع تطور التكنولوجيا، فقط لأنها جديدة جدًا وتتطور.وقال: "إنها حالة صعبة للغاية يجب أن تمر بها الوحدات".

تعتبر المحولات المركزية رهانًا آمنًا لتجنب PID.وهي تشتمل على محولات مدمجة ذات تأريض سلبي، مما يعزل جانبي التيار المستمر والتيار المتردد للنظام.

ولكن مع تزايد نشر محولات السلسلة غير المحولة في مشاريع أكبر من أجل بساطة التشغيل والصيانة، مع لوحات الأغشية الرقيقة وغيرها، يجب على أصحاب المشاريع الآن التفكير في تخفيف PID.

"هناك بعض الطرق الرئيسية التي يمكنك من خلالها تحقيق العزل الجلفاني، والمحول هو أحد هذه الطرق.وقال مارش: "إن إجراء هذا التغيير إلى نظام بدون محول يخلق هذه المشكلة للأسف"."سينتهي الأمر بالمصفوفة الكهروضوئية عائمة، وعادةً ما يعني ذلك أن حوالي نصف الوحدات في النظام بأكمله ستواجه انحيازًا سلبيًا بالنسبة للأرض."

يمكن استخدام بعض الطرق للمساعدة في تجنب PID في محولات السلسلة غير المحولة.يمكن للقائمين بالتركيب إضافة محول عزل مؤرض أو تأريض محول الخطوة على جانب التيار المتردد.ويقوم المصنعون الآن بإضافة أجهزة وبرامج خاصة إلى محولات السلسلة لمكافحة PID.

قال مارش أن هناك فئتين لتخفيف PID في السلسلةالعاكسون— طرق مكافحة PID النشطة وأوضاع استرداد PID السلبية.تأخذ حلول الأجهزة والبرامج النشطة المضادة لـ PID الجانب DC من النظام وترفع الجهد بحيث تكون جميع الوحدات فوق الأرض.على الجانب الآخر، تعمل أساليب استرداد PID ليلاً للتراجع عن PID المتراكم خلال النهار.ومع ذلك، تقول شركة First Solar المصنعة للأغشية الرقيقة إن وحداتها تستجيب بشكل أكثر إيجابية لوظيفة مكافحة PID النشطة بدلاً من استرداد PID.

يقوم عدد قليل من الشركات المصنعة لمحولات السلسلة في السوق الآن بتضمين أجهزة مضادة لـ PID والبرامج المصاحبة للحماية من التدهور، أو بيع ملحقات منفصلة لأداء وظائف الحماية.على سبيل المثال، تقدم CPS America موازن الطاقة CPS، بينما تقوم Sungrow ببناء أجهزة مضادة لـ PID في محولات السلسلة SG125HV وSG250HX.بدأت شركة Sungrow في تقديم محولات سلسلة مضادة لـ PID في عام 2018 تقريبًا.

وقال دانييل فريبيرج، مدير المنتجات والهندسة في شركة Sungrow: "كانت هناك تساؤلات حول معدلات تدهور الألواح بشكل عام في ذلك الوقت، لذلك قمنا بتطوير الحل".

أعلنت Yaskawa Solectria مؤخرًا عن إصدار مضاد PID من سلسلة العاكس XGI 1500-250 المصممة للعمل مع وحدات الأغشية الرقيقة من First Solar.

"يتطلب ذلك بعض التغييرات الصغيرة داخل العاكس.قال مايلز راسل، مدير المنتج: "إنها ليست صفقة ضخمة، ولكنها تتطلب بعض الوقت الهندسي وتحديث القائمة لنموذج محدد جديد تمامًا في هذه السلسلة، لذلك نحن في منتصف إثبات ذلك في المختبر". الإدارة في Yaskawa Solectria Solar.

تقوم كل من Solectria وFirst Solar بتصنيع منتجاتها في الولايات المتحدة، مما يمنح القائمين على التركيب إمكانية الاقتران السهل لتحقيق أهداف حوافز المحتوى المحلي المدرجة في IRA.لكنهم ناقشوا تخفيف PID قبل كتابة IRA بوقت طويل.

قال أليكس كاميرر، مدير المشروع في شركة First Solar: "لقد بدأنا هذه العلاقة منذ عامين، بهدف محض على المستوى الفني هو تحقيق منتج يتوافق بسهولة مع منتجنا"."نحن نخطو هذه الخطوة الإضافية لضمان التوافق مع موفري الأنظمة لدينا، وهو ما يفيد عملائنا."

على الرغم من أن المزيد من الشركات المصنعة للعاكسات بدأت في دمج وظائف مكافحة PID في محولات السلسلة مع تزايد استخدام التكنولوجيا في المشاريع الكبيرة، إلا أنه لا يزال يتعين على المهندسين في بعض الأحيان البحث في أوراق البيانات للتحقق من قدرات المنتج المضادة لـ PID، وفقًا لمارش من Origis.

وقال: "لقد وجدنا أن هناك عددًا قليلًا من الخيارات المتاحة، وهي ليست بالضرورة محركًا كبيرًا في التكلفة الأولية لرأس المال للعاكس"."ومع ذلك، لا تميل هذه إلى أن تكون ميزات عاكسة يتم نشرها بكثافة، ربما لأن الموضوع تقني للغاية، أو حتى [لأن] PID نفسه يصعب اكتشافه في الميدان.لذلك نرى بالتأكيد بعض المحولات غير المحولة التي تأتي بدون هذه الوظيفة.

لكن تخفيف PID سيصبح أكثر أهمية حيث أصبح لدى شركات الطاقة الشمسية الآن خيار الحصول على الائتمان الضريبي للإنتاج (PTC) في IRA.سيكون الحفاظ على التدهور تحت السيطرة بحيث تنتج الوحدات أقصى قدر من الطاقة لأطول فترة ممكنة أمرًا بالغ الأهمية لضمان الائتمان الضريبي.

قال مارش: "أعتقد أن وجود فهم واسع النطاق للصناعة للعوامل المرتبطة بـ PID هو على الأرجح ما يحتاج إلى زيادة - التثقيف حول الأوقات التي قد تكون فيها وحداتك عرضة لـ PID، بالإضافة إلى طرق الكشف".