PID (Potential Induced Degradation) là hiện tượng suy giảm hiệu suất xảy ra ở các tấm pin năng lượng mặt trời khi chúng tiếp xúc với điện áp cao và các yếu tố môi trường khắc nghiệt. PID có thể dẫn đến giảm hiệu suất hệ thống và thậm chí gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ tấm pin. Hãy cùng tìm hiểu nguyên nhân gây ra hiện tượng PID và cách phòng ngừa.
1. Nguyên nhân gây PID
PID thường xảy ra do sự chênh lệch điện áp giữa các cực của giàn pin so với mặt đất, đặc biệt khi hệ thống được ghép nối tiếp để tăng điện áp từ 200 đến 500 V. Khi chênh lệch điện áp xảy ra, sự dịch chuyển điện trường mạnh mẽ có thể gây ra hiện tượng PID, đặc biệt là ở cực âm của hệ thống pin mặt trời. Một số trường hợp cụ thể là:
- Inverter không nối đất và có biến áp cách ly: Điện áp chia đều, với +200V ở cực dương và -200V ở cực âm.
- Inverter có biến áp cách ly và nối đất cực âm: Cực âm có điện áp bằng 0, cực dương là +400V.
- Inverter không sử dụng biến áp cách ly: Điện áp thường dịch chuyển mạnh hơn về phía cực âm, như -350V.
2. Hiện tượng PID trên tấm pin
Khi PID xảy ra, ion dương từ kính cường lực (Na+) di chuyển vào các tế bào pin, gây ra quá trình ăn mòn điện hóa làm suy giảm công suất pin (PID-s). Ngoài ra, PID-p cũng xảy ra khi các electron di chuyển ra khỏi khung tấm pin và đi xuống đất. Cả PID-s và PID-p đều có thể hoặc không thể hồi phục, tùy thuộc vào mức độ nghiêm trọng.
3. Các yếu tố ảnh hưởng đến PID
- Loại inverter: Inverter có biến áp cách ly sẽ loại bỏ nguy cơ PID, trong khi các inverter không có biến áp thường dễ bị ảnh hưởng bởi PID.
- Thông số của tế bào pin: Kính cường lực có hàm lượng natri cao sẽ làm tăng nguy cơ PID. Lớp EVA (Ethyl Vinyl Acetate) và lớp chống phản xạ ARC cũng ảnh hưởng đến mức độ PID.
- Yếu tố môi trường: Nhiệt độ và độ ẩm cao là yếu tố lớn nhất gây ra PID, đặc biệt khi chúng làm tăng dòng rò PID-p.
4. Ảnh hưởng của PID đến hệ thống
PID sẽ làm giảm công suất phát và tuổi thọ của tấm pin. Theo thời gian, PID ảnh hưởng đến điện áp mạch hở (Voc) và hệ số FF (Fill Factor) của pin, khiến cho toàn bộ hệ thống có thể giảm sản lượng tới 90%.
5. Biện pháp giảm thiểu PID
a. Sử dụng thiết bị hỗ trợ: Sử dụng inverter có biến áp hoặc các thiết bị như PV Off Set Box giúp tăng điện áp của toàn bộ giàn pin vào ban đêm, ngăn chặn sự phân cực xảy ra vào ban ngày. Điều này giúp tấm pin khôi phục lại từ hiện tượng PID đã tồn tại lâu dài.
b. Chọn tấm pin và cell chất lượng cao: Sử dụng kính có hàm lượng natri thấp, chọn loại vật liệu POE (Poly Olefin Elastomer) thay thế EVA giúp giảm PID. Điều này cũng đòi hỏi việc chọn các tấm pin có lớp ARC với độ dày và độ đồng nhất phù hợp để giảm thiểu PID.
c. Kiểm soát môi trường: Chọn tấm pin đạt tiêu chuẩn IEC TS 62804-1, được kiểm tra dưới nhiệt độ 80°C và độ ẩm trên 85% trong vòng 96 tiếng, giúp giảm nguy cơ PID do môi trường khắc nghiệt.
6. Lựa chọn tấm pin đáng tin cậy
Sử dụng tấm pin đạt chứng nhận IEC TS 62804-1:2015 như dòng pin Jinko, giúp giảm thiểu rủi ro do PID. Jinko là một trong những thương hiệu được kiểm chứng qua nhiều thử nghiệm tiêu chuẩn, đảm bảo tuổi thọ và hiệu suất trong điều kiện khắc nghiệt.
Kết luận
Hiện tượng PID có thể gây ra những tổn thất đáng kể cho hệ thống năng lượng mặt trời. Việc sử dụng các thiết bị hỗ trợ, chọn tấm pin chất lượng cao và kiểm soát môi trường là các biện pháp cần thiết để ngăn ngừa và giảm thiểu PID, giúp hệ thống hoạt động bền vững và hiệu quả trong suốt vòng đời.