Suy giảm hiệu suất là hiện tượng mà bất cứ ai đang đầu tư vào điện mặt trời đều không mong muốn. Trong đó, LID và PID là 2 hiện tượng phổ biến nhất. Tuy cùng làm suy giảm hiệu suất, chỉ khác nhau 1 chữ về tên gọi nhưng ý nghĩa và cách giải quyết của những hiện tượng này rất khác biệt.

 

Hiện tượng LID

Giải nghĩa hiện tượng LID của tấm pin năng lượng mặt trời

Hiện tượng LID là viết tắt của cụm từ  Light Induced Degradation – suy giảm cảm ứng ánh sáng. Một hệ thống điện gặp trường hợp này đồng nghĩa với các tấm pin silicon đang bị mất hiệu suất. Sự giảm hiệu suất của tấm pin sẽ trực tiếp gây ảnh hưởng tới hiệu suất trên lý thuyết được đưa ra bởi nhà sản xuất của tấm pin.

Thông thường, hiện tượng này xảy ra vào những giờ đầu khi những tấm pin nhận ánh sáng từ mặt trời. Có 3 loại LID chính: BO-LID bắt nguồn từ Broton-Oxygen), LeTID (Light and Elevated Temperature Induced Degradation) gây ra do nhiệt độ cao và ánh sáng tăng và UVID (Ultraviolet Induced Degradation) gây ra do tia cực tím. Trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu hiện tượng LID cơ bản và phổ biến nhất của các tấm pin mặt trời– BO-LID.



 

Vì sao xảy ra hiện tượng LID?

LID gây ra bởi lượng oxy có trong silicon nóng chảy trong quá trình Czochralski để thu được tinh thể silicon. Phức hợp broton – oxygen (BO-LID) – yếu tố gây nên hiện tượng LID – xuất hiện do hiệu ứng tiếp xúc với ánh sáng, các phân tử Oxy tích điện dương này có thể khuếch tán qua mạng silicon và tạo ra các phức chất với các chất nhận là Bo. Các phức hợp BO sẽ tạo ra các mức năng lượng riêng trong mạng silicon và có thể hấp thụ được các electron và lỗ trống, dẫn đến việc làm suy giảm hiệu suất của tấm pin vì electron và lỗ trống là 2 nhân tố quyết định hiệu ứng quang điện (tấm pin nhận ánh sáng mặt trời)

 

Giải quyết hiện tượng LID bằng cách nào?

Các tấm pin năng lượng mặt trời hiện nay được sản xuất dựa trên công nghệ PERC. Công nghệ này đem lại hiệu suất cao hơn cho tấm pin nhờ lượng electron hấp thụ thụ động từ phía sau pin PERC, nhưng mức suy hao do BO-LID lại được đánh giá là tăng thêm 5% tương ứng. Các nhà khoa học đã nỗ lực tìm ra cách giải quyết cho sự “nhạy cảm” của các tấm pin PERC, nổi bật là nghiên cứu năm 2006 bởi Alex Herguth. Nghiên cứu chỉ ra phương pháp Light Induced Regeneration – Tái tạo suy giảm do ánh sáng. Ứng dụng phương pháp này trong thực tế, ta có những phương pháp giải quyết hiện tượng LID như: phun dòng điện từ hoặc chiếu tia sáng. Các hình thức chiếu tia sáng bao gồm đèn halogen, LED, laser hoặc các nguồn sáng khác. Trong đó, phương pháp chiếu laser được xem là hiệu quả nhất với khoảng thời gian ngắn, nhưng lại có giá thành cao; các phương pháp chiếu sáng còn lại yêu cầu thời gian nhiều hơn nhưng chi phí cũng không quá rẻ. Phun dòng điện từ là phương pháp rẻ hơn cả, nhưng thời gian thực hiện cũng lâu nhất.

 

Hiện tượng PID

Giải nghĩa hiện tượng PID của tấm pin năng lượng mặt trời

Nếu như hiện tượng LID là suy giảm hiệu suất do cảm ứng ánh sáng thì hiện tượng PID (Potential Induced Dagradation) lại là hiệu tượng suy giảm hiệu suất tiềm năng, có thể xảy ra trên tấm pin và gia tăng rất nhanh chóng chỉ trong một khoảng thời gian ngắn. Từ đó, hiện tượng PID làm ảnh hưởng đến hiệu suất của toàn bộ hệ thống. Hình minh hoạ dưới đây thể hiện những cell pin màu đen là ảnh hưởng của quá trình PID.




Có 2 loại PID là PID-s là PID-p.

Quá trình PID-s được mô tả như sau: Các tấm pin gần cực âm của string chủ yếu xuất hiện tình trạng PID. Điện áp cực âm (VD -200V) so với khung tấm pin được nối đất tạo ra lực điện trường làm cho các ion dương từ tấm kín cường lực (Na+) di chuyển vào cell pin. Trong quá trình này, các ion Na+ gây ra quá trình ăn mòn điện hoá trên cell pin, dẫn đến suy giảm công suất tấm pin. 

Quá trình PID-p được mô tả như sau: Khi điện áp cao, các electron di chuyển ra bên ngoài khung tấm pin và đi xuống đất.

Cả PID-s và PID-p có thể hoặc không thể hồi phục, do đó khả năng toàn bộ hệ thống bị suy giảm hiệu suất là rất lớn.

 

Vì sao xuất hiện hiện tượng PID?

Các yếu tố gây ra hiện tượng PID chủ yến đến từ sự thiếu ăn khớp giữa thông số, chủng loại của các thiết bị trong hệ thống điện mặt trời.

Chủng loại của inverter (biến tần) gây ảnh hưởng đến PID của tấm pin

Khi inverter không có biến áp (transformerless) được sử dụng thay vì inverter có biến áp (transformer), hệ thống sẽ không có khả năng kết nối cực âm của giàn pin với mặt đất, do đó có khả năng dẫn đến hiện tượng PID. Giải thích kỹ hơn về trường hợp này, inverter có biến áp sẽ được cách ly dòng điện AC và DC nên có thể nối cực âm của giàn pin xuống đất, điện áp cực âm bằng 0, loại bỏ hiện tượng PID.

Các thông số kỹ thuật của cell và tấm pin

Trong một tấm pin, kính cường lực, lớp EVA (Ethyl Vinyl Acetate), lớp chống phản xạ (ARC) là những thành phân ảnh hưởng đến PID của tấm pin. Như đã giải thích ở trên, kính cường lực tỷ lệ với Na+ sẽ làm tăng PID trong hệ thống. Lớp EVA có chứa các loại Axit acetic khi kết hợp với nhiệt độ và độ ẩm cao sẽ làm cho các ion từ tấm kính bám nhiều hơn trên bề mặt cell. Lớp chống phản xạ ARC sử dụng vật liệu chính là Silic nitrua, khi đó tỷ lệ Silic và Nitơ cùng với độ dày của ARC sẽ ảnh hưởng đến PID: lớp ARC càng dày, PID càng phát triển mạnh.

Các thông số môi trường

Độ ẩm và nhiệt độ là hai yếu tố gây ảnh hưởng đến PID của tấm pin.

 

Làm thế nào để giải quyết hiện tượng PID?

Như đã đề cập ở trên, PID gây ảnh hưởng tới toàn bộ hệ thống, do đó các phương pháp có thể chỉ mang tính hỗ trợ và làm giảm PID.

Sử dụng các thiết bị hỗ trợ: Sử dụng inverter có biến áp thay vì thử thách hệ thống bằng inverter không biến áp. Nếu sử dụng inverter không có biến áp, hãy sử dụng thêm thiết bị PV Offset box. PV Offset box sẽ giúp đảo ngược sự phân cực xảy ra trên tấm pin vào ban ngày. Quá trình này hoạt động vào buổi tối, khi PV Offset box nâng điện áp của toàn bộ giàn pin lên mức điện áp cao.




Đánh giá các thành phần của tấm pin và cell: Chất liệu kính có ít tỉ lệ Natri giúp giảm PID, lớp EVA được chuyển sang loại vật liệu POE (Poly Olefin Elastomer) giúp giảm PID. Ngoài ra, tỷ lệ Si:N, độ dày và độ đồng nhất của ARC có thể giúp tấm pin giảm ảnh hưởng của PID.

Test PID của tấm pin: Các tấm pin đã đạt tiêu chuẩn IEC phải trải qua bài  test theo tiêu chuẩn IEC TS 62804-1. Quá trình test tấm pin được đặt trong nhiệt độ 80 độ C và độ ẩm trên 85% trong vòng 96 tiếng, từ đó giúp đánh giá ảnh hưởng của các ứng suất lên tấm pin năng lượng mặt trời.

 

Hãy lựa chọn tấm pin năng lượng mặt trời và vật tư chất lượng cao

Như đã phân tích, khi tiếp xúc với môi trường bên ngoài, các tấm pin rất dễ gặp phải hiện tượng LID, đồng thời trong quá trình vận hành cũng có thể bị ảnh hưởng bởi hiện tượng PID do các thông số inverter, tấm pin… Do đó, việc lựa chọn những sản phẩm pin đạt tiêu chuẩn kiểm định từ IEC, sử dụng những vật tư phù hợp và chất lượng là những yếu tố đảm bảo hiệu suất, sự an toàn cho hệ thống điện mặt trời.

Xem thêm: https://solartop.vn/collections/tam-pin-nang-luong-mat-troi

Bên cạnh đó, hãy sử dụng dịch vụ bảo trì bảo hành để có thể đánh giá hiệu suất tấm pin và hệ thống một cách thường xuyên, giúp ngăn chặn khả năng hao mòn của hệ thống ở mức cao nhất.

Xem thêm: https://solartop.vn/pages/dich-vu

Solar Top hiện nay cung cấp những vật tư điện mặt trời hàng đầu thế giới và được lựa chọn bởi nhiều chủ đầu tư của các dự án lớn như SMA, Jinko Solar, KBE, Growatt… Đồng thời, Solar Top còn đem đến giải pháp bảo trì, bảo dưỡng cho hệ thống điện mặt trời với những gói dịch vụ phù hợp đa dạng nhu cầu. Với đội ngũ nhân viên và kỹ thuật viên nhiệt tình, chuyên nghiệp, Solar Top luôn mong muốn khách hàng sẽ an tâm nhất khi lựa chọn sản phẩm, dịch vụ của Solar Top.

 

THÔNG TIN LIÊN HỆ

CÔNG TY TNHH SOLAR TOP

Địa chỉ: Số 29 – LK11 Khu đô thị An Hưng, Phường Dương Nội, Quận Hà Đông, TP Hà Nội

Hotline: 0988.345.842

Email: info@solartop.vn

Website: https://solartop.vn