Os inversores ajudam a combater o PID à medida que a tecnologia solar evolui

Por Kelsey Misbrener | 24 de janeiro de 2023

Inversores de string Yaskawa Solectria em um projeto solar de película fina.

A degradação potencial induzida (PID) tem assombrado a indústria solar desde a sua origem. Esse fenômeno acontece quando o lado CC de alta tensão de um projeto solar é instalado ao lado de outro equipamento com tensão diferente. A discrepância pode induzir a migração de sódio, onde os elétrons contidos no vidro do módulo escapam e aceleram a degradação do módulo.

“Essa grande magnitude inerente impulsiona esse comportamento PID, se os módulos ou a eletrônica de potência não forem projetados de uma maneira específica para mitigar isso”, disse Steven Marsh, diretor sênior de tecnologia e design do desenvolvedor de larga escala Origis Energy.

Os módulos de película fina são mais suscetíveis ao PID devido à sua maior tensão e composição de material, mas os painéis de silício cristalino também correm risco se houver alguma falha nos wafers. O desenvolvedor Silicon Ranch prioriza a funcionalidade anti-PID para inversores de string em ambos os tipos de projetos.

"Eles são feitos de maneira diferente, mas é a mesma preocupação abrangente que um projetista solar deve ter, que são essas pequenas fraquezas nos painéis solares, contra as quais você se protege com recursos anti-PID em seus inversores", disse Nick de Vries, vice-presidente sênior de tecnologia e gerenciamento de ativos no Silicon Ranch.

Quando uma nova tecnologia de painel é lançada, geralmente leva algum tempo para aprimorar o produto para reduzir o risco de PID. Os primeiros modelos de módulos bifaciais vidro sobre vidro apresentavam problemas com o PID, mas os fabricantes avançaram desde então, disse Marsh.

"[PID] volta de vez em quando à medida que a tecnologia evolui, apenas porque é muito novo e está evoluindo. É uma condição muito exigente pela qual os módulos devem passar", disse ele.

Os inversores centrais são uma aposta segura para evitar o PID. Eles incluem transformadores embutidos que são aterrados negativamente, isolando os lados CC e CA do sistema.

Mas, como os inversores de string sem transformador são cada vez mais implantados em projetos maiores por sua simplicidade de O&M, com painéis de película fina e outros, os proprietários do projeto devem agora considerar a mitigação do PID.

"Existem algumas maneiras importantes de obter isolamento galvânico, e um transformador é uma delas. Fazer essa alteração para sem transformador infelizmente cria esse problema", disse Marsh. “O painel fotovoltaico acabará flutuando e, geralmente, isso significa que cerca de metade dos módulos em todo o sistema experimentará uma polarização negativa em relação ao solo”.

Alguns métodos podem ser usados ​​para ajudar a evitar o PID em inversores string sem transformador. Os instaladores podem adicionar um transformador de isolamento aterrado ou aterrar o transformador elevador no lado CA. E os fabricantes agora estão adicionando hardware e software especiais aos inversores de string para combater o PID.

Marsh disse que existem duas categorias de mitigação de PID em inversores de string - métodos anti-PID ativos e modos de recuperação de PID passivos. As soluções ativas de hardware e software anti-PID pegam o lado CC do sistema e elevam a tensão para que todos os módulos fiquem acima do solo. Por outro lado, os métodos de recuperação do PID funcionam à noite para desfazer o PID acumulado durante o dia. No entanto, o fabricante de filmes finos First Solar diz que seus módulos respondem mais favoravelmente à funcionalidade anti-PID ativa do que à recuperação de PID.

Inversores de string SMA em um projeto de película fina do Silicon Ranch.

Alguns fabricantes de inversores string no mercado agora incluem hardware anti-PID e software de acompanhamento para proteção contra degradação ou vendem acessórios separados para executar as funções de proteção. Por exemplo, a CPS America oferece o CPS Energy Balancer, enquanto a Sungrow incorpora hardware anti-PID em seus inversores de string SG125HV e SG250HX. A Sungrow começou a oferecer inversores string anti-PID por volta de 2018.

"Havia dúvidas sobre as taxas de degradação dos painéis em geral na época, então desenvolvemos a solução", disse Daniel Friberg, diretor de produto e engenharia da Sungrow.

A Yaskawa Solectria anunciou recentemente uma versão anti-PID de seu inversor de string da série XGI 1500-250, adaptado para funcionar com os módulos de película fina da First Solar.