Degradace vlivem PID (Potential Induced Degradation, česky volně přeloženo jako potenciální indukovaná degradace) je jev, který může negativně ovlivnit výkon a účinnost fotovoltaických solárních panelů. Hlavním důvodem PID je výrazný rozdíl v napětí mezi solárními články a zemí, což vede k nechtěnému úniku proudu přes izolační vrstvy panelu.

Jak vzniká jev Potential Induced Degradatio (PID)

Základním prvkem, který způsobuje vznik jevu známého jako Potential Induced Degradation (PID) u fotovoltaických panelů, je vytváření elektrického pole v důsledku vysokých napěťových rozdílů mezi pozitivně nebo negativně nabitémi solárními články a uzemněnými částmi systému, včetně samotného solárního panelu nebo jiných uzemněných struktur. Tyto napěťové rozdíly mohou vést k nechtěným únikům elektronů z článků, což má za následek degradaci materiálu článků a snížení jejich schopnosti efektivně přeměňovat světelnou energii na elektrickou.

Tyto vysoké napěťové rozdíly vytvářejí situaci, kdy mezi elektrickým potenciálem solárních článků a zemním potenciálem dochází k velkému rozdílu. Tento rozdíl může způsobit, že elektrony nebudou využity pro výrobu energie, ale “uniknou” z článků, čímž dojde ke snížení množství vyrobené elektrické energie solárním panelem.

Dlouhodobé úniky elektronů z článků mohou poškodit nejen solární články, ale i další komponenty solárního systému, a tím potenciálně snížit celkovou životnost solárního panelu. Únikový proud může také způsobit lokální zvýšení teploty v oblastech, kde dochází k úniku elektronů, což může vést k vzniku hot-spotů. Tyto hot-spoty mohou způsobit mikropraskliny nebo jiné formy termální degradace materiálu, což má negativní vliv na výkon a životnost solárních článků.

Pokračující únik elektronů může rovněž změnit elektrické vlastnosti materiálů použitých v solárních článcích, což může vést k nižší efektivitě přeměny světla na elektrickou energii a tím k poklesu celkového výkonu solárního panelu. Když únik elektronů ovlivní izolační materiály v solárním panelu, může dojít ke ztrátě jejich izolačních vlastností, což může vést k dalším únikům proudu a potenciálně k elektrickým zkratům, způsobujícím další poškození systému.

Poškození způsobené únikem elektronů může také snížit schopnost panelů odolávat vnějším environmentálním stresům, jako je vlhkost nebo teplotní změny, což může urychlit jejich stárnutí a zkrátit dobu, po kterou jsou schopny efektivně fungovat. Únik proudu může navíc poškodit antireflexní vrstvu na článcích, což snižuje množství světla absorbovaného články a tím i celkovou efektivitu přeměny světla na elektrickou energii.

Důsledky PID

Vysoké napěťové rozdíly vedou k tomu, že elektrony “unikají” z článků, což přímo snižuje množství energie, kterou panel může vyprodukovat. Dlouhodobější únik elektronů může způsobit poškození solárních článků a dalších součástí systému, čímž se sníží celková životnost solárního panelu. Kromě toho může únik proudu vyvolat lokální zvýšení teploty, známé jako hot-spoty (horká místa), které často vedou ke snižené výkonnosti solárních panelů nebo k nevratnému poškození solárních článků, kdy je pak nutné celý panel vyměnit. Pokud únik elektronů ovlivní izolační materiály v panelu, může dojít také kvůli PID ke ztrátě izolačních schopností, což může vést k dalším únikům proudu a potenciálním elektrickým zkratům.

Jak předcházet PID

K prevenci PID mohou pomoci PID-resistentní solární panely, optimalizace designu systému pro minimalizaci napěťových rozdílů a zlepšení izolace mezi články a zemí. PID lze detekovat pomocí speciálních testů, jako je elektroluminiscenční inspekce nebo měření I-V křivek, které identifikují snížení výkonu způsobené PID.

Měření I-V křivek je standardní diagnostickou metodou používanou k hodnocení výkonu fotovoltaických solárních panelů nebo jednotlivých solárních článků. I-V křivka (také známá jako charakteristika proud-napětí) graficky zobrazuje vztah mezi elektrickým proudem (I) a napětím (V) pro solární panel nebo článek při různých úrovních osvětlení. Z této křivky lze odvodit klíčové parametry výkonu solárního panelu, včetně jeho maximálního výkonového bodu (MPP), otevřeného obvodového napětí (Voc), zkratového proudu (Isc) a účinnosti přeměny.

Metod je samozřejmě více, ale základním faktorem je správná volba produktu (a tedy výrobce solárního panelu), aby byl vyroben z vhodného materiálu a aby byly při jeho výrobe dodrženy standardní výrobní postupy, dále pravidelná údržba/servis elektrárny a v neposlední řadě také pravidelná diagnostika, která může pomoci odhalit možné vadné prvky u panelů.