電位誘起劣化

電位誘起劣化（PID ）は、いわゆる迷走電流によって引き起こされる結晶系太陽光発電モジュールの電位誘起性能劣化である。この影響により、最大30パーセントの電力損失が発生する可能性がある。 ^[1]

有害な漏れ電流の原因は、太陽電池の構造のほかに、個々の太陽光発電 (PV) モジュールの接地電圧です。ほとんどの非接地 PV システムでは、接地に対して正または負の電圧を持つ PV モジュールが PID の影響を受けます。PID は主に接地電位に対して負の電圧で発生し、高いシステム電圧、高温、高湿度によって加速されます。

「電位誘起劣化」（PID）という用語は、2010 年に S. Pingel と同僚が発表した研究で初めて英語で紹介されました。 ^[2]これは、太陽光発電モジュールのセルと地面の間の電位差によって生じる劣化モードとして紹介されました。この分野の研究は、ジェット推進研究所によって開拓され、主に結晶シリコン^[3]とアモルファスシリコン^[4]太陽光発電モジュールの電気化学的劣化に焦点を当てていました。サンパワー社の第 1 世代結晶シリコン高性能モジュールで、地面に対して正の電位差を持つストリングに見られる分極と呼ばれる劣化メカニズムは、2005 年に議論されました。^[5] 従来の前面接合（n+/p）太陽電池モジュールの電位差による劣化も観察されました。分極による劣化は、業界誌 Photon（2006 年 4 月、2006 年 6 月、2007 年 4 月）でも取り上げられました。

2007 年、 Evergreen Solarの複数のソーラー パネルで PID が報告されました(Photon 1/2008 および 8 /2008)。この場合、モジュールが接地に対して負の電位にあるときに、より一般的なフロント ジャンクション (n+/p) 結晶シリコン ソーラー セルを含む太陽光発電モジュールで発生する劣化メカニズムです。PID は、通常の結晶モジュールの問題としてさらに議論されました (Photon 12/2010、2010 年バレンシアの PVSEC でのソーラー エネルギー会社Solon SEの講演)。ソーラー モジュール製造業者Solon SEの声明: 「1000 V は、現在では大型 PV システムでは非常に一般的な電圧ですが、各モジュール技術にとって重大な問題となる可能性があります」。シャント型 PID (PID-s) は、結晶シリコン モジュールで最も一般的で最も有害なタイプの PID であり、影響を受けるソーラー セルの pn フロント ジャンクションを貫通する微細な結晶欠陥によって引き起こされることが判明しました。^[6]

2013年、ISE Fraunhoferによれば、既存の23のモジュールのうち、PIDの影響を受けないと考えられるのは4つの主要メーカーのみである。^[7]

PIDは通常モジュールに視覚的な影響を与えませんが、検出と分析にはさまざまな太陽光発電モジュール分析技術が利用可能です。まず、電力の劣化はIV曲線で目に見えるようになります。赤外線サーモグラフィーや、エレクトロルミネセンスやフォトルミネセンスなどの発光イメージング技術でもPIDを検出できます。^[8]

負極性ストリングのモジュールで発生する PID は、正極または負極を接地 (または効果的に接地) できるインバーターを使用すれば完全に防止できます。これは、インバーターがガルバニック絶縁されている場合 (たとえば、変圧器を使用) 、特別に設計された変圧器なしのインバーター トポロジーを使用している場合、または電力網の電位を接地に変更することによって可能です。どの極を接地する必要があるかは、ソーラー モジュールの製造元に確認してください。PID を防止する最も簡単で非常に効果的な方法は、設置初日から反転装置を設置することです。以下の「反転」セクションの PID 防止装置の製造元を参照してください。

この現象はマイクロインバータを備えた太陽光発電設備には影響を及ぼさない。なぜなら電圧が低すぎて電位誘起劣化が起こりにくいからである。^[9]

太陽電池モジュールにPID効果が存在する場合、その効果は逆転する可能性があります。ELETTROGRAF/ATEX、Huawei、OriSolar、VIGDU、iLumen、PADCON、Pidbullの7社は、この効果を防​​ぎ逆転させることができる装置を製造しました。 ^{[10] [11] [12] [13] [14]}

^ APID - ELETTROGRAF/ATEX の AntiPID ソリューション

^ Huawei PIDソリューション

^ PIDソリューション

^ PIDソリューションビデオ

^ PIDソリューション

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