Waarom PID-vrije zonnepanelen in werkelijkheid niet bestaan

Waarom PID-vrije zonnepanelen in werkelijkheid niet bestaan

PID (Potential Induced Degradation) is een fenomeen dat degradatie in zonnecellen veroorzaakt door een negatieve spanning op de zonnecellen ten opzichte van het frame van het paneel. In zonnepaneleninstallaties werkt ongeveer de helft van de zonnepanelen onder dergelijke omstandigheden in een configuratie met moderne omvormers met hoge spanningen.

Deze negatieve spanning beweegt fysiek (ionische migratie) natriumionen (Na +) door het afdekglas van het zonnepanelen en de EVA-folie naar de zonnecellen. Zodra de natriumionen de zonnecellen bereiken, diffunderen ze in de cellen, wat een elektrische degradatie van de gegenereerde stroom veroorzaakt. Dat is de reden voor efficiëntieverliezen in zonnepanelen die tot 80% kunnen oplopen.

Samenstelling zonnepaneel

Fig 1. Dwarsdoorsnede van een conventioneel c-Si zonnepaneel geconstrueerd met een glas-EVA-inkapseling-cel-EVA-inkapseling-achterlaagpakket

Vroegere generaties conventionele zonnepanelen

In de eerste generatie zonnepanelen gebruikten producenten vaak ‘soda-lime’ glas dat voor 13% tot 14% uit Na2O (Natriumoxide) bestaat. Ook het EVA-materiaal bevatte significante natriumstoffen (zie anatomie zonnepaneel fig. 2). Vandaar dat de aanwezigheid van Natrium in de inkapselingsmaterialen van het zonnepaneel het systeem behoorlijk kwetsbaar maakte voor PID.

Moderne PID-vrije zonnepanelen

De afgelopen 5 jaar hebben fabrikanten van zonnepanelen grote inspanningen geleverd om PID in zonnepaneleninstallaties te overwinnen. Ze pasten PID-preventieve maatregelen toe op 2 niveaus.

– Op celniveau

Toepassing van SNx (Siliciumnitride) als antireflecterende coating: zeer dichte laag die fungeert als een belangrijke barrière tegen migratie van natriumionen naar de cel.

– Op paneelniveau

Het gebruik van aluminiumsilicaatglas dat minder dan 3% (gewichtspercentage) Na2O bevat, verbetert de PID-prestatie aanzienlijk. In de afgelopen jaren zijn ook PID-resistente EVA-materialen ontwikkeld met een hogere bulkweerstand en verbeterde PID-onderdrukkende eigenschappen.


Fig 2. Anatomie zonnepaneel: modulesandwich

Hoe PID-bestendig zijn PID-vrije zonnepanelen?

In eerste instantie zullen de verbeterde inkapselingsmaterialen een snelle afbraak door PID voorkomen. Maar net als elk ander paneel krijgt het PID-vrije paneel in de praktijk te maken met mechanische en thermische belasting. Natriumionen zijn ruimschoots aanwezig in de uitwendige atmosfeer, zoals ze vaak voorkomen in  zout. Vroeg of laat zullen deze zonnepanelen net als de conventionele panelen onder mechanische en thermische belasting komen te staan.

Deze verschijnselen veroorzaken microscheurtjes en gaatjes in de inkapselingsmaterialen. Door deze microscheurtjes kunnen de natriumionen van externe bronnen door deze defecten heen migreren en weer hun weg vinden naar de zonnecel.

Het kan langer duren, maar ook de gelabelde “PID-vrije zonnepanelen” zijn vatbaar voor PID.

Deze verklaring wordt ook bevestigd door onafhankelijk onderzoek van Photovoltaik-Institut Berlin in hun publicatie op het PV Magazine Webinar over PID door Dr. Lars Podlowski.

Door omgevingsfactoren zoals temperatuur, vochtigheid en aangelegde spanning blijven met andere woorden zelfs PID-vrije zonnepanelen kwetsbaar voor PID.

PIDbox

Om het hoofd te bieden aan het fenomeen PID, ontwikkelde iLumen de PIDbox. Dit gepatenteerd toestel verhoogt het rendement van zonnepanelen tot quasi hun initiële waarde en verlengt tevens hun levensduur. Uit onafhankelijk onderzoek van Thomas More Hogeschool – Associatie KU Leuven, blijkt een gemiddelde rendementstoename van 7,5% na plaatsing van een PIDbox.

De PIDbox is uniek in die zin dat het de enige PID oplossing in de markt is die totaal onafhankelijk van de omvormer werkt en bijgevolg nooit omvormergaranties zal schenden.

iLumen's Pidbox

Wil je meer weten over de PIDbox?

Ontdek hoe de PIDbox het rendement van uw zonnepanelen verhoogt.

Share this post

Comment (1)

  • Luc Reply

    Als ik dit artikel lees denk ik dat jullie ook niet juist weten waarom jullie PID box wel of niet werkt, en wanneer hij wel of niet nodig is. Versta mij niet mis, de PID box zal zijn werk wel doen…. waar de opbrengsten sterk zakken na enkele jaren, en waar PID op treedt. Sterk zakken is meer dan 10 % op 2 jaar tijd. Maar dit kan ook liggen aan de kwaliteit van de verbindingen…. Ik heb geen glazen bol, maar ik kan u verzekeren dat objectief gezien in de helft van de gevallen de schroeven van de zekeringen niet genoeg aangedraaid zijn. En die andere helft kan dan misschien PID zijn…
    Een kleine anekdote : mijn zonnepanelen brengen elk jaar iets meer op….zelfs na 10 jaar… En daar is nog geen gepubliceerde verklaring voor, zelfs na correctie van weersinvloeden…zoals er zijn zonneschijn en panelentemperatuur. De omgekeerde wereld ???? wel realiteit…..

    3 juni 2020 at 23:33

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *