potenzialinduzierte degradation an verschiedenen pv

Ausgewählte Forschungsergebnisse
FRAUNHOFER-CENTER FÜR
S I L I Z I U M - P H O T O V O LTA I K C S P
Gruppe
MODULZUVERLÄSSIGKEIT
Dr. Matthias Ebert | Telefon +49 345 5589-117 | [email protected]
verbesserte Funktionalität
POTENZIALINDUZIERTE DEGRADATION AN
VERSCHIEDENEN PV-MODULEN
In den letzten Jahren sind bei Installationen mit hoher System-
Geeignete Prüfparameter für eine Hochspannungsbelastung
spannung und trafolosen Wechselrichtern vermehrt Degradatio-
Es wurde festgestellt, dass sich die Intensität der Degradation
nen von Solarmodulen aufgetreten, deren Zellen hohe negative
von Zellen zufällig in dem Modul verteilt. So sind die Bedin-
Spannung gegenüber Erde aufweisen. Dieser Effekt wird als
gungen bei diesem Test (50 °C, 50 % rel. Feuchte, Zellen auf
potenzialinduzierte Degradation PID bezeichnet. Die beobachtete
-1 000 V, Aluminiumfolie an der Vorderseite, 48 Stunden Test-
Leistungsdegradation an PV-Kraftwerken kann dabei mehr als 30
dauer) geeignete Prüfparameter für eine Hochspannungs-
Prozent betragen. Mit zunehmender zulässiger Systemspannung
belastung.
bis zu 1 500 V und der Erschließung von äquatornahen Standorten für die solare Stromgewinnung ist davon auszugehen, dass
Der Test ist in der Lage, zwischen PID-resistenten Modulen und
dieser Effekt an Bedeutung gewinnt.
solchen, die möglicherweise degradieren, zu unterscheiden. Es
ist möglich, ein Absinken der Moduleffizienz in verschiedenen
Beschleunigter Hochspannungsbelastungstest
Umgebungen vorauszusagen.
Mit dreizehn handelsüblichen Solarmodulen wurde ein beschleunigter Hochspannungsbelastungstest zur Prüfung auf PID-
Dr. Matthias Ebert, Jens Fröbel
Empfindlichkeit durchgeführt. Nur knapp ein Drittel der Module
haben den Test bestanden und zeigten anschließend noch mindestens 95 Prozent der Ausgangsleistung.
Mit modernen bildgebenden Verfahren wie Elektrolumineszenz
Temperatur in °C
28
2a
und Thermographie lassen sich die erzeugten Defekte sichtbar
machen und identifizieren. Abbildung 1 zeigt ein geschädigtes
26
3a
PV-Modul, an dem unterschiedlich stark degradierte Zellen hervorgehoben wurden. In der ersten Stufe zeigt sich die Schädi-
2b
3b
24
gung in der Thermographieaufnahme durch einen Hotspot (1a),
Halbleitereigenschaften sind in dieser Stufe noch vorhanden
(1b). Bei fortschreitender Belastung verstärkt sich der Hotspot
22
1a
1b
(2a) und wird dominant (2b). Abschließend ist die Zelle komplett
3030cm
µm
geshuntet (3a, 3b) und schaltet gleichmäßig durch. Hier kann
20
keine Sonnenenergie mehr umgesetzt werden – die Zelle wirkt
1 Die Thermographie- (links) und Elektrolumineszenzaufnahme
als Flaschenhals.
(rechts) zeigen ein PV-Modul mit potenzialinduzierter Degradation.
Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM l Walter-Hülse-Straße 1 l 06120 Halle l www.iwm.fraunhofer.de
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