อินเวอร์เตอร์ช่วยต่อสู้กับ PID เนื่องจากเทคโนโลยีพลังงานแสงอาทิตย์พัฒนาขึ้น

ความเสื่อมโทรมที่อาจเกิดขึ้น (PID) ได้หลอกหลอนอุตสาหกรรมพลังงานแสงอาทิตย์มาตั้งแต่กำเนิดปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อติดตั้งด้านไฟฟ้ากระแสตรงแรงดันสูงของโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ติดกับอุปกรณ์อื่นๆ ที่มีแรงดันไฟฟ้าต่างกันความคลาดเคลื่อนสามารถกระตุ้นให้เกิดการย้ายถิ่นของโซเดียม โดยที่อิเล็กตรอนที่อยู่ในกระจกโมดูลจะหลุดออกไปและเร่งการย่อยสลายของโมดูลให้เร็วขึ้น

“ขนาดที่ใหญ่โดยธรรมชาตินั้นผลักดันพฤติกรรม PID นี้ หากโมดูลหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังไม่ได้รับการออกแบบในลักษณะเฉพาะเพื่อบรรเทาสิ่งนี้” Steven Marsh ผู้อำนวยการอาวุโสฝ่ายเทคโนโลยีและการออกแบบของ Origis Energy ผู้พัฒนาขนาดใหญ่กล่าว

โมดูลแบบฟิล์มบางมีความอ่อนไหวต่อ PID มากกว่าเนื่องจากมีแรงดันไฟฟ้าและส่วนประกอบของวัสดุสูงกว่า แต่แผงซิลิกอนแบบผลึกก็มีความเสี่ยงเช่นกัน หากมีข้อบกพร่องใดๆในเวเฟอร์นักพัฒนา Silicon Ranch จัดลำดับความสำคัญของฟังก์ชัน anti-PID สำหรับสตริงอินเวอร์เตอร์ในโปรเจ็กต์ทั้งสองประเภท

“พวกมันถูกสร้างให้แตกต่างออกไป แต่มันก็มีองค์ประกอบหลักเหมือนกันgกังวลว่านักออกแบบพลังงานแสงอาทิตย์จะต้องมี ซึ่งเป็นจุดอ่อนเล็กๆ น้อยๆ เหล่านี้แผงเซลล์แสงอาทิตย์คุณจะป้องกันด้วยคุณสมบัติป้องกัน PID ในตัวคุณอินเวอร์เตอร์” Nick de Vries รองประธานอาวุโสฝ่ายเทคโนโลยีและการจัดการสินทรัพย์ของ Silicon Ranch กล่าว

เมื่อมีเทคโนโลยีแผงใหม่ออกมา มักจะต้องใช้เวลาสักระยะในการปรับปรุงผลิตภัณฑ์เพื่อลดความเสี่ยงของ PIDโมดูลสองหน้าแบบกระจกบนกระจกรุ่นแรก ๆ มีปัญหากับ PID แต่ผู้ผลิตก็มีความก้าวหน้าตั้งแต่นั้นมา Marsh กล่าว

“[PID] กลับมาอีกครั้งเมื่อเทคโนโลยีมีการพัฒนา เพียงเพราะมันใหม่มากและกำลังพัฒนามันเป็นเงื่อนไขที่เรียกร้องมากที่โมดูลจะต้องผ่าน” เขากล่าว

อินเวอร์เตอร์ส่วนกลางเป็นทางเลือกที่ปลอดภัยในการหลีกเลี่ยง PIDรวมถึงหม้อแปลงในตัวที่มีการต่อสายดินเชิงลบ เพื่อแยกด้านไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับของระบบ

แต่เนื่องจากสตริงอินเวอร์เตอร์แบบไม่มีหม้อแปลงถูกนำไปใช้มากขึ้นในโปรเจ็กต์ขนาดใหญ่ เพื่อความเรียบง่ายของ O&M ด้วยแผงฟิล์มบางและอื่นๆ เจ้าของโปรเจ็กต์จึงต้องพิจารณาการลด PID

“มีวิธีการสำคัญสองสามวิธีที่คุณสามารถบรรลุการแยกกระแสไฟฟ้าได้ และหม้อแปลงไฟฟ้าก็เป็นหนึ่งในนั้นการเปลี่ยนแปลงแบบไม่มีหม้อแปลงนั้นน่าเสียดายที่สร้างปัญหานั้น” มาร์ชกล่าว“อาร์เรย์ PV จะจบลงด้วยการลอยตัว และโดยปกติความหมายคือประมาณครึ่งหนึ่งของโมดูลในระบบทั้งหมดจะประสบกับอคติเชิงลบเมื่อเทียบกับกราวด์”

สามารถใช้วิธีการบางอย่างเพื่อช่วยหลีกเลี่ยง PID ในอินเวอร์เตอร์สตริงแบบไม่มีหม้อแปลงผู้ติดตั้งสามารถเพิ่มหม้อแปลงแยกแบบมีสายดินหรือกราวด์หม้อแปลงแบบสเต็ปอัพที่ด้านไฟฟ้ากระแสสลับและผู้ผลิตกำลังเพิ่มฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์พิเศษให้กับสตริงอินเวอร์เตอร์เพื่อต่อสู้กับ PID

Marsh กล่าวว่าการลด PID มีสองประเภทในสตริงอินเวอร์เตอร์— วิธี anti-PID ที่ใช้งานอยู่และโหมดการกู้คืน PID แบบพาสซีฟโซลูชันฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ anti-PID ที่ใช้งานรับฝั่ง DC ของระบบและยกระดับแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้โมดูลทั้งหมดอยู่เหนือพื้นดินในอีกด้านหนึ่ง วิธีการกู้คืน PID จะทำงานในเวลากลางคืนเพื่อยกเลิก PID ที่สะสมในระหว่างวันอย่างไรก็ตาม บริษัทผู้ผลิตฟิล์มบาง First Solar กล่าวว่าโมดูลของตนตอบสนองต่อฟังก์ชัน anti-PID ที่ใช้งานได้ดีมากกว่าการกู้คืน PID

ผู้ผลิตสตริงอินเวอร์เตอร์บางรายในตลาดปัจจุบันมีฮาร์ดแวร์ป้องกัน PID และซอฟต์แวร์ประกอบเพื่อป้องกันการเสื่อมสภาพ หรือขายอุปกรณ์เสริมแยกต่างหากเพื่อทำหน้าที่ป้องกันตัวอย่างเช่น CPS America นำเสนอ CPS Energy Balancer ในขณะที่ Sungrow สร้างฮาร์ดแวร์ anti-PID ลงในอินเวอร์เตอร์สตริง SG125HV และ SG250HXSungrow เริ่มนำเสนออินเวอร์เตอร์สตริง anti-PID ประมาณปี 2018

“ในขณะนั้นมีคำถามเกี่ยวกับอัตราการเสื่อมสภาพของแผงโดยทั่วไป ดังนั้นเราจึงพัฒนาวิธีแก้ปัญหาขึ้นมา” Daniel Friberg ผู้อำนวยการฝ่ายผลิตภัณฑ์และวิศวกรรมของ Sungrow กล่าว

เมื่อเร็วๆ นี้ Yaskawa Solectria ได้ประกาศเปิดตัวอินเวอร์เตอร์สตริงซีรีส์ XGI 1500-250 เวอร์ชัน anti-PID ซึ่งได้รับการปรับแต่งให้ทำงานร่วมกับโมดูลฟิล์มบาง First Solar

“นั่นต้องมีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยภายในอินเวอร์เตอร์ไม่ใช่เรื่องใหญ่ แต่ต้องใช้เวลาทางวิศวกรรมและการอัปเดตรายการสำหรับรุ่นเฉพาะใหม่ในซีรีส์นี้ ดังนั้นเราจึงอยู่ในระหว่างการพิสูจน์สิ่งนั้นในห้องแล็บ” Miles Russell ผู้อำนวยการฝ่ายผลิตภัณฑ์กล่าว ผู้บริหารที่ Yaskawa Solectria Solar

ทั้ง Solectria และ First Solar ผลิตผลิตภัณฑ์ของตนในสหรัฐอเมริกา ทำให้ผู้ติดตั้งสามารถจับคู่ได้อย่างง่ายดายเพื่อให้บรรลุเป้าหมายแรงจูงใจด้านเนื้อหาในประเทศที่รวมอยู่ใน IRAแต่พวกเขาได้หารือเกี่ยวกับการลด PID ให้ดีก่อนที่จะเขียน IRA

“เราเริ่มต้นความสัมพันธ์นั้นเมื่อสองปีที่แล้ว โดยมีเป้าหมายเพียงอย่างเดียวในระดับเทคนิคเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่เข้ากันได้กับผลิตภัณฑ์ของเราได้อย่างง่ายดาย” Alex Kamerer ผู้จัดการโครงการของ First Solar กล่าว“เราดำเนินการขั้นตอนพิเศษนั้นเพื่อให้แน่ใจว่าเราเข้ากันได้กับผู้ให้บริการระบบของเรา ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อลูกค้าของเรา”

แม้ว่าผู้ผลิตอินเวอร์เตอร์หลายรายจะเริ่มรวมฟังก์ชัน anti-PID ในสตริงอินเวอร์เตอร์ เนื่องจากเทคโนโลยีนี้มีการใช้มากขึ้นในโครงการขนาดใหญ่ แต่บางครั้งวิศวกรก็ยังต้องขุดเอกสารข้อมูลเพื่อตรวจสอบความสามารถในการป้องกัน PID ของผลิตภัณฑ์ ตามข้อมูลของ Origis's Marsh

“เราพบว่ามีทางเลือกอยู่สองสามทาง และตัวเลือกเหล่านี้ไม่จำเป็นต้องเป็นตัวขับเคลื่อนต้นทุนเริ่มต้นของอินเวอร์เตอร์” เขากล่าว“อย่างไรก็ตาม สิ่งเหล่านี้ไม่ค่อยมีแนวโน้มที่จะเผยแพร่คุณสมบัติของอินเวอร์เตอร์มากนัก อาจเป็นเพราะหัวข้อนั้นมีเนื้อหาทางเทคนิคมาก หรือแม้กระทั่ง [เพราะ] PID เองก็ค่อนข้างยากที่จะตรวจพบในภาคสนามดังนั้นเราจึงเห็นอินเวอร์เตอร์ไร้หม้อแปลงบางตัวที่ไม่มีฟังก์ชันนี้อย่างแน่นอน”

แต่การบรรเทา PID จะมีความสำคัญมากยิ่งขึ้น เนื่องจากปัจจุบันบริษัทพลังงานแสงอาทิตย์มีตัวเลือกในการรับเครดิตภาษีการผลิต (PTC) ใน IRAการควบคุมการเสื่อมสภาพเพื่อให้โมดูลผลิตพลังงานสูงสุดได้นานที่สุดจะเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความมั่นใจด้านเครดิตภาษี

“ฉันคิดว่าการมีความเข้าใจในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวางเกี่ยวกับปัจจัยใน PID อาจเป็นสิ่งที่ต้องเพิ่มขึ้น — การให้ความรู้เกี่ยวกับเวลาที่โมดูลของคุณมีแนวโน้มที่จะเกิด PID รวมถึงวิธีการตรวจจับ” Marsh กล่าว