Kenmerkend voor PV-installaties is dat zij onderpresteren als gevolg van Potential Induced Degradation of PID. Dit verschijnsel doet zich voor bij alle soorten PV-installaties, vaak zonder dat de eigenaar van de installatie zich daarvan bewust is.

PID houdt in dat zonnepanelen versneld efficiëntieverlies lijden en daardoor tijdens hun levensduur niet het verwachte rendement behalen.

De aanwezigheid van PID kan worden opgespoord door middel van verschillende tests, die hieronder worden beschreven.

Hoe PID detecteren?

1. Elektroluminescentie test

Een elektroluminescentietest wordt ’s nachts uitgevoerd met een charge-coupled device camera, terwijl de module van energie wordt voorzien door een stroombron en zonder zonlicht. Deze test kan alleen ’s nachts plaatsvinden.

Een module zonder PID heeft een beeld waarvan de cellen allemaal dezelfde helderheid hebben. Op figuur 1 is een module te zien die door PID is aangetast. De cellen die niet meer of niet volledig verlicht zijn, zijn aangetast door PID.

Fig. 1: Elektroluminescentie test

De elektroluminescentietest kan ook op systeemniveau worden uitgevoerd, zoals getoond in deze video.

2. Infrarood beeldvorming

Deze test wordt uitgevoerd op een zonnige dag met een infraroodcamera. Voor grote PV-installaties wordt de infraroodcamera bevestigd aan een drone. Het resultaat van een infrarood drone inspectie van een grote PV-installatie is te zien in onderstaande afbeelding.

Fig. 2: infrarood drone-inspectie van een PV-installatie

Een door PID getroffen PV-module heeft een hogere temperatuur dan omringende modules die niet door PID worden beïnvloed. Dit is het geval voor de modules in onderstaande afbeelding. De gele kleur van sommige zonnecellen duidt op een hogere temperatuur, wat een belangrijke aanwijzing is voor PID.

Fig. 3: infrarood drone-inspectie van een PV-installatie (zoom op door PID aangetaste PV-modules)

De infraroodtest is gemakkelijk uit te voeren omdat de installatie niet uitgeschakeld hoeft te worden.

3. Open circuit voltage

Een eerste aanwijzing om PID op te sporen is het meten van de open circuitspanning met een voltmeter. Als de modules door PID zijn aangetast, is de open circuitspanning lager dan de referentie.

4. Werkingsspanning

De werkspanning van het zonnepaneel kan ook worden gemeten met een eenvoudige voltmeter. Deze parameter geeft meer informatie over een zonnepaneel dan de nullastspanning.

Zonnemodules met PID hebben een lagere bedrijfsspanning dan modules zonder PID. Daarom hebben zonnemodules met PID hogere lekstromen en moeten ze bijgevolg hetzelfde vermogen leveren als de andere zonnemodules in de string. Bijgevolg werken deze zonnepanelen met een lagere bedrijfsspanning.

Dit kan gemakkelijk worden gedefinieerd met de volgende formule

P = U * I

Als het vermogen (P) door de PID afneemt en de stroom (I) door de andere modules in serie gelijk blijft, zal de spanning (U) dalen. Bovendien is de daling van de bedrijfsspanning evenredig met de PID-verliezen.

5. IV-curve

Om na te gaan of een zonnepaneel PID-vrij is, kan een IV-karakteristiek worden gemeten met behulp van een elektrische tracer. Zo kunnen afwijkingen van de IV-curve worden waargenomen. De metingen moeten op een zonnige dag worden uitgevoerd om voldoende nauwkeurigheid te verkrijgen.

In het voorbeeld van figuur 5 zijn zowel de spanning als de stroom gedaald. Er zit duidelijk veel PID op de module.

‍

Fig. 4: IV-curve met en zonder PID

6. PIDbox installeren en impact monitoren

De hierboven beschreven tests zijn geschikt om de aanwezigheid van Potential Induced Degradation in een PV-installatie op te sporen.

Aangezien de degradatiesnelheid van een PV-installatie gevalgebonden is, verhoogt te lang wachten met de diagnose van de aanwezigheid van PID het risico van mechanische defecten als gevolg van de warmteafvoer.

Daarom raadt iLumen aan om één of meer PIDbox-oplossingen in het veld te installeren en de impact op stringniveau te monitoren. Vooral omdat onze klanten dit beschouwen als de eenvoudigste en goedkoopste manier om de impact van de investering vandaag te berekenen.

Fig. 5: PIDbox van iLumen

De PIDbox is een gepatenteerd apparaat dat tussen de zonnepanelen en de omvormer wordt geïnstalleerd om de aangetaste zonnecellen te regenereren en hun levensduur te verlengen.

iLumen’s PIDbox is uniek in de zin dat het de enige PID oplossing in de markt is die onafhankelijk van de omvormer werkt. Hierdoor vervalt de garantie op de omvormer nooit. iLumen verwierf verschillende patenten voor deze unieke serie technologie.

‍