26.09.2015 | Aachen, PID - Recovering mit ilumen-Box erfolgreich

Aachen, PID Recovering mit ilumen-Box erfolgreich

Dem Betreiber einer 5 kWp Anlage in Aachen war ein schleichender Ertragsrückgang in den letzten 4 Jahren aufgefallen. Nach einer Reinigung und der normativ geforderten Wiederholungsprüfung (nach VDE 0126-23) wurden keine besonderen Auffälligkeiten wie defekte bypass-Dioden oder ausgefallene Module festgestellt. Mittlerweile betrug die Ertragsminderung jedoch bereits 25%.

 

Um eine schnelle und eindeutige Aussage zu Schadensursachen geben zu können, wird von uns die Elektrolumineszenzmessung im Bestand angewandt. Dieses bildgebende Verfahren ist in der Lage, die Hintergründe einer Leistungsminderung/Ertragsminderung im Gegensatz bspw. zu einer Infrarotaufnahme interpretationsfrei und sehr anschaulich darzustellen. Bei der vorliegenden Anlage konnte bereits bei der ersten Messung mit diesem Verfahren eine weit fortgeschrittene sogenannte PID-Schädigung (Potenzial-induzierte-Degradation) festgestellt werden.

 

Dieser Effekt ist bereits seit mehreren Jahren bekannt. Neben der hohen Systemspannung gegen Erdpotential begünstigen die neuen Zellproduktionsverfahren der letzten Jahre das Auftreten des PID-Effekts. Eigenschaften der Module, wie Zelldicke, Einbettungsmaterial, Produktionstechnik des Antireflexglases oder auch die Art und Weise wie der Zellenrand ausgeführt wurde, beeinflussen die Schädigung von Anlagen durch PID. Bei besonders PID-anfälligen Solarmodulen können vor allem am Anfang oder Ende eines Modulstrangs (dort wo das Spannungspotential gegen Erde am größten ist) kleine Leckströme von der eingekapselten Solarzelle durch das Einbettungsmaterial über das Deckglas und Modulrahmen gegen Erde abfließen. Je nach Zelltechnologie führt dies zu einer Ansammlung von positiven oder negativen Ladungsträgern an der Zelloberfläche bzw. in der Antireflexschicht. Direkt unter der Antireflexschicht befindet sich jedoch das dotierte Silizium der Solarzelle. Im Lauf der Zeit sammeln sich so mehr und mehr Ladungsträger, da sie nicht abfließen können. Somit wird die Zelle quasi an der Oberfläche kurzgeschlossen und kann weniger oder sogar garkeinen Strom mehr erzeugen. In einer Elektrolumineszenzaufnahme (aufgenommen im infraroten Wellenlängenbereich) erscheinen diese Zellbereiche je nach Schädigung in verschiedenen Grau- und Schwarzstufen. Unbeschädigte Zellbereiche dagegen erscheinen leuchten weiß bis hellgrau. Je dunkler eine Zelle bei dieser Messung erscheint, desto weniger Strom kann sie noch erzeugen.

Neben den modulspezifischen Ursachen können weitere Faktoren zur Verstärkung des PID-Effekts beitragen wie feuchte bzw. feuchtwarme Modulumgebungen, Regen, regelmäßige Betauung,
Verschmutzungen durch Staub, Sand, Salz, Ammoniakdämpfe aus der Landwirtschaft. Auch die Art und Weise der Erdung des Generatorfeldes und der grundsätzliche Wechselrichteraufbau (trafo/trafolos) bzw. die Wechselrichtertopologie  sind maßgeblich beteiligt am Auftreten des PID-Effekts.

 

Die PID-bedingten Leistungsminderungen lassen sich in der Regel fast vollständig beheben oder mindern. Zur Sanierung von geschädigten Anlagen werden von der Fladung Solartechnik GmbH überwiegend sogenannte PID-Boxen des belgischen Herstellers ilumen eingesetzt. Diese auch im Außenbereich einsetzbaren Wandgeräte werden zwischen Modulstring und Wechselrichter installiert, und beschicken in der Nacht, wenn der Wechselrichter inaktiv ist, den jeweiligen Modulstring mit einer Gegenspannung bei geringem Strombedarf.

Durch das patentierte Verfahren passt sich die PID-Box exakt dem aktuellen Regenerationsstand der Solarmodule an um die Wiederherstellungszeit zu minimieren und die Module dauerhaft vor PID zu schützen.

 

 

Das Recovering wurde bei der Anlage im Bild für den Modulhersteller von uns dokumentiert. Die obigen Aufnahmen wurden jeweils im Abstand von zwei Wochen mit unserem Hochstativ durch geführt. Eine letzte Aufnahme nach 8 Wochen zeigt keinerlei Auffälligkeiten mehr. Durch eine abschließende UI-Kennlinienmessung mit unserem mobilen PVE-CX1000, konnte eine Leistungsverfügbarkeit von 98% nachgewiesen werden.

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