Новости

Jun 17, 2023

Анализ снижения производительности фотоэлектрических модулей

Солнечная энергия является чистым и экологически чистым источником энергии. Это также может помочь уменьшить глобальный углеродный след и смягчить последствия изменения климата. Благодаря положительному

Солнечная энергия является чистым и экологически чистым источником энергии. Это также может помочь сократить глобальный углеродный след и смягчить последствия изменения климата. Благодаря положительным аспектам солнечной энергии спрос на нее растет в геометрической прогрессии.

Фотоэлектрические (PV) модули, несомненно, являются наиболее важным компонентом солнечной энергетической системы. Фотоэлектрические модули различных технологий теперь доступны на рынке благодаря достижениям в области технологий. Поликристаллический кремний (poly-Si), монокристаллический кремний (mono-Si), тонкопленочный и моно-PERC (пассивированный эмиттер и задний контакт) являются одними из наиболее часто используемых модулей. Тем не менее, проводятся постоянные исследования и разработки (НИОКР) для повышения эффективности различных технологий, таких как моно-PERT (пассивированный задний эмиттер с полной диффузией), гетеропереход (HJT), квантовые точки, перовскит и другие.

Чтобы актив работал при оптимальной приведенной стоимости энергии (LCOE) и извлекал из него максимальную отдачу от инвестиций (ROI), исправность фотоэлектрического модуля и его регулярные проверки через определенные промежутки времени имеют первостепенное значение. Следует понимать, что фотоэлектрические модули очень хрупкие и, следовательно, уязвимы для дефектов. Даже трещина в несколько миллиметров в фотоэлектрическом модуле может привести к резкому падению выходной мощности с течением времени.

В этой статье подробно рассматривается анализ деградации фотоэлектрических модулей. В нем рассматриваются факторы, влияющие на снижение производительности фотоэлектрических модулей, включая как внутренние, так и антропогенные факторы.

Статья предназначена для владельцев солнечных активов и экспертов отрасли в области солнечной энергии. В нем объясняется, что можно и чего нельзя делать при обращении с фотоэлектрическими модулями во время установки, эксплуатации или обслуживания солнечной электростанции. Придерживаясь некоторых основных правил, как описано в статье, дефекты фотоэлектрического модуля можно свести к минимуму и, следовательно, повысить производительность фотоэлектрических модулей.

В конце было рекомендовано провести некоторые диагностические тесты солнечных фотоэлектрических модулей в соответствии с применимыми стандартами Международной электротехнической комиссии (IEC). Эти диагностические тесты помогают понять состояние фотоэлектрических модулей и раннее обнаружение резкой деградации/дефектов, если таковые имеются. Выводы в этой статье основаны на опыте тестирования Mahindra Teqo на солнечных объектах мощностью более 7 ГВт, расположенных в Индии (см. врезку) и за рубежом.

По состоянию на 30 июня 2023 г. установленная солнечная мощность в Индии составляла 70 096,83 МВт, что составляет около 16,1% от общей установленной генерирующей мощности в Индии, включая электростанции, работающие как на ископаемом, так и на неископаемом топливе (таблица 1).

Поскольку Индия активно продвигается вперед в реализации видения «зеленой окружающей среды и чистой энергии», Центральное управление электроэнергетики (CEA) заявило, что производство энергии из возобновляемых источников может увеличиться до 44% уже к 2029 году. CEA также подсчитал, что к 2029 году или К 2030 году солнечная мощность Индии может превысить мощность тепловой генерации страны.

Ожидается, что типичный фотоэлектрический модуль ухудшится на 2–3% в первый год эксплуатации и на 0,5–0,7% со второго года эксплуатации. Более высокая деградация в первый год эксплуатации обусловлена ​​светоиндуцированной деградацией (LID).

Наличие дефектного бор-кислородного комплекса в пластине, используемой при производстве фотоэлементов, является основной причиной ЛИД. Это влияет на кремниевые пластины, изготовленные по методу Чохральского. После нескольких часов работы фотомодуля на солнце происходит стабилизация мощности, а значит, со второго года эксплуатации наблюдается меньшая гарантированная скорость деградации.

Большинство производителей модулей дают гарантию на линейную работоспособность в течение 25 лет эксплуатации. Однако в настоящее время растет число производителей модулей, предлагающих 30-летнюю гарантию на свои модули (рис. 1). Однако по антропогенным причинам фотомодуль может деградировать ускоренными темпами. Модули, изготовленные из подложки N-типа, демонстрируют меньшую деградацию производительности по сравнению с модулями P-типа.