Wie die Anwesenheit von PID erkennen?

Wie die Anwesenheit von PID erkennen?

Spannungsinduzierte Degradation (Potential Induced Degradation, PID) ist der Hauptgrund für Effizienzverluste bei Solarmodulen. Darum ist es wichtig, dieses Phänomen frühzeitig zu erkennen.

Anhand einer Reihe von Tests kann das Vorhandensein von PID nachgewiesen werden.

  1. Elektrolumineszenztest

Ein Elektrolumineszenztest wird während der Nacht mit einer Spezialkamera ausgeführt, wobei dem Modul ohne die Einwirkung von Sonnenlicht Energie zugeführt wird.

Bei einem Modul ohne PID haben alle Solarzellen dieselbe Klarheit. Abbildung 1 zeigt ein von PID angegriffenes Modul. Die Zellen, die nicht oder nicht vollständig beleuchtet werden, sind durch PID beeinträchtigt.

EL Test
Abb. 1: Elektrolumineszenztest

  1. Infrarottest

Dieser Test wird an einem sonnigen Tag mit einer Infrarotkamera durchgeführt. Ein von PID angegriffenes Modul hat eine höhere Temperatur als andere Module. Zellen, die wärmer sind (rot) als andere Zellen (gelb), sind möglicherweise von PID betroffen.

Der Infrarottest ist einfach auszuführen, da die PV-Anlage nicht abgeschaltet werden muss.

IR
Abb. 2. Infrarottest Solarmodul

  1. Offene Klemmenspannung

Ein erster Schritt zur Feststellung von PID ist die Messung der offenen Klemmenspannung (open circuit voltage) mit einem Voltmessgerät. Die offene Klemmenspannung ist die Spannung, die gemessen wird, wenn das Solarmodul abgekuppelt ist. Dadurch kann kein Strom fließen und die Spannung ist maximal.

Wenn die Module durch PID beeinträchtigt sind, ist die offene Klemmenspannung niedriger als der Referenzwert.

  1. Betriebsspannung (operating voltage)

Auch die Betriebsspannung eines Solarmoduls kann mit einem einfachen Voltmessgerät gemessen werden. Dieser Parameter sagt mehr über das Modul aus als die offene Klemmenspannung.

Durch PID beeinträchtigte Solarmodule haben eine niedrigere Betriebsspannung als Module ohne PID. Das ist auch der Grund, warum bei Solarmodulen mit PID mehr Streustrom auftritt. Demnach müssen die von PID angegriffenen Solarmodule PID dieselbe Leistung liefern wie die anderen Module im PV-String. Dadurch funktionieren diese Solarmodule mit einer niedrigeren Betriebsspannung.

Die nachstehende Formel verdeutlicht dies:

P = U x I

Wenn die Leistung (P) aufgrund von PID schwächer wird und der Strom (I) durch die anderen Serienmodule konstant bleibt, nimmt die Spannung (U) ab. Darüber hinaus verläuft die Abnahme der Betriebsspannung proportional zu den PID-Verlusten.

  1. U-I-Kennlinie

Um zu untersuchen, ob ein Solarmodul durch PID beeinträchtigt wird, kann man eine U-I-Statistik erstellen. Damit können Abweichungen der U-I-Kennlinie festgestellt werden. Der Präzision wegen sollten die Messungen am besten an einem sonnigen Tag durchgeführt werden.

Im Beispiel von Abbildung 3 haben sowohl die Spannung als auch der Strom abgenommen. Das betreffende Solarmodul wird offensichtlich von PID angegriffen.

IV
Abb. 3: IV-Kurve mit und ohne PID

 

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