Qué es el P.I.D. fotovoltaicoDescripción de la degradación potencial inducida
Descripción de la degradación potencial inducida
P.I.D. son las siglas de Potential Induced Degradation (Degradación Potencial Inducida) y su traducción significa Degradación Potencial Inducida. La transición a sistemas fotovoltaicos cada vez más grandes, y por tanto el uso de cadenas con tensiones cada vez más altas, ha provocado tensiones negativas en las células con respecto a tierra, lo que provoca una polarización que lleva a un cortocircuito y a la desconexión progresiva de los módulos.
Esto conlleva una importante reducción del rendimiento de todo el sistema, con una degradación de hasta el 70%.
Este efecto de polarización de las células se debe a las corrientes parásitas entre las células y la estructura metálica conectada a tierra que soporta los módulos. Consiste en la migración de las cargas negativas de los materiales utilizados en los módulos fotovoltaicos a través del marco que suele estar conectado a tierra.
La presencia continua de la Degradación Inducida por el Potencial provoca un aplanamiento de la curva IV de los módulos a lo largo del tiempo y una pérdida constante de potencia.
En los módulos con células de tipo P, el efecto es mayor en los más cercanos al polo negativo de la cadena, mientras que en los módulos con células de tipo N -que requieren la conexión a tierra del polo positivo- el efecto es mayor en los más cercanos al polo positivo.
A diferencia de las otras causas de deterioro, la P.I.D. es la única que, si se detiene a tiempo, permite recuperar el sistema y, por tanto, la potencia de la instalación fotovoltaica.
Módulos P.I.D. P.I.D libre
o alta Resistencia
non son inmunes de la PID y pueden degradarse hasta el 5%
La normativa dice si un módulo es P.I.D. P.I.D libre o alta Resistencia si supera el test estándar IEC 62804.
IEC 62804
Condiciones del test:
de pérdida de potencia
P.I.D. Libre
Deben considerarse “P.I.D. P.I.D libre o alta Resistencia los módulos que después de un test tienen una pérdida inferior al 5% y no presentan defectos graves.
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Se calcula que, con una pérdida de potencia del 5% debido al fenómeno P.I.D., en 20 años habrá una pérdida económica de aproximadamente 206.320 euros. En cambio, si instalamos los dispositivos APID ahora, como prevención contra el fenómeno P.I.D., la inversión será de 9.280 euros sin ninguna pérdida, y con un ROI (por compra de APID) de 12 meses.
Las causas de la P.I.D.
¿Cuáles son las razones del desarrollo de la P.I.D.?
En los sistemas fotovoltaicos instalados antes de 2008, el polo negativo de las cadenas (o el polo positivo, según el tipo de célula) está conectado a tierra.
Sin embargo, esta conexión ya no es compatible con el diseño de la nueva generación de inversores Transformerless (sin transformador de aislamiento) porque crearía un cortocircuito a tierra. De esta forma, la tensión de la cadena se «centra» en el potencial de tierra cero durante el funcionamiento del inversor. Si tenemos 700V entre el positivo y el negativo de una cadena, el polo positivo de la cadena estará a unos +350V a tierra, mientras que el polo negativo estará a unos -350V; las tensiones pueden ser diferentes debido a asimetrías en el diseño del inversor, pero el principio sigue siendo el mismo.
Estas altas tensiones en los polos desencadenan corrientes de Foucault que fluyen por todo el módulo, dando lugar al efecto P.I.D. fotovoltaico. Es importante señalar que los módulos fotovoltaicos están certificados para tensiones de funcionamiento positivas de 1000V DC y no para tensiones negativas.
En el caso de los módulos de tipo N (Sunpower o BenQ de antigua generación), que requieren que el polo positivo esté conectado a tierra, el problema es la sustitución de los inversores, ya que en los modelos actualmente instalados no es posible colocar el polo positivo a tierra: por este motivo surge el P.I.D., que provoca la disminución de la potencia del panel fotovoltaico.
Los otras causas son:
Efectos de la degradación potencialmente inducida
Los efectos que provoca la presencia de la P.I.D. fotovoltaico provoca, solo se pueden contener y reabsorber con el tiempo si se interviene a tiempo.
La degradación y la pérdida de potencia del sistema fotovoltaico pueden desvirtuar el plan de negocio concebido en la fase de diseño de un sistema fotovoltaico, con consecuencias económicas muy graves y exponenciales.
Un ejemplo italiano
A continuación se muestra un ejemplo de daño económico debido a la degradación potencialmente inducida. Aquí vemos la planta fotovoltaica de 1MW de uno de nuestros clientes italianos, donde la degradación por P.I.D., iniciada en 2012, alcanzó en dos años el 6,69%, con un perjuicio económico de 66.000 euros. Si no se hubiera instalado el APID en 2014, en 2020 el porcentaje de pérdida de energía habría alcanzado el -15%, con una pérdida económica total de 525.000 euros.
los efectos técnicos de la degradación y la pérdida de potencia en los paneles fotovoltaicos son básicamente dos.
- La polarización, que provoca la desconexión de las células fotovoltaicas unipolares, es decir, cristalinas, de tipo P.
- En los módulos de tipo N (que requieren una conexión a tierra positiva), el gran problema es la sustitución de los inversores, ya que en los modelos actuales no es posible conectar el positivo a tierra. Por eso se activa la PID. En los módulos marcados con P.I.D. P.I.D. LIBRE o ALTO RESISTENCIA, es posible una pérdida de potencia de hasta el 5%.
- La electrocorrosión del TCO, un fenómeno resultante del fallo de la P.I.D. que desencadena una reacción electroquímica entre la humedad y el sodio en el interior del vidrio que recubre los módulos, provocada por las corrientes de fuga entre las células y la tierra. El daño es irreversible y requiere la sustitución de los módulos.
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