Bewertung PID – Module und Anlagen

Theorie und Praxis

Laufzeit: Juni 2013 - Juni 2014  
© Fraunhofer ISE

Generator mit auffälligen Modulen im Großraum Freiburg.

© Fraunhofer ISE

Leistungswerte der Messungen an Halbsträngen an einer von PID betroffenen Anlage.

Potentialinduzierte Degradation (PID) kann als Überbegriff für Alterungserscheinungen verstanden werden, die durch die Potentialdifferenz zwischen Zellen und Erdung entstehen. In den vergangenen Jahren ist eine Form des PID an kristallinen PV-Modulen beobachtet worden, die zu einem Leistungsrückgang führen kann, ohne dass das Modul äußerlich sichtbare Schäden aufweist. Umgangssprachlich wird dieser Effekt häufig mit PID gleichgesetzt. Am Fraunhofer ISE werden die Ursachen und treibenden Faktoren für das Entstehen dieses Effektes erforscht sowie sein Einfluss auf die Erträge von PV-Generatoren.

Aufgrund der Spannung zwischen Zellen und Erdung (Rahmung / Frontglas) kann eine Wanderung positiver Ionen in die Solarzelle stattfinden. Dadurch wird die Leistung reduziert. Aktuell untersuchen wir verschiedene Entstehungsmechanismen und Modelle für dieses Phänomen.

Den Einfluss von Umweltfaktoren – wie Klima und Verschmutzung – auf den PID-Effekt messen wir seit 2011 in der Freibewitterung an Standorten auf Gran Canaria und in Freiburg.
Damit soll der tatsächliche Einfluss von PID auf den Ertrag von Anlagen bestimmt werden, in denen PID-sensitive Module verbaut sind.

Die Ausprägung des PID-Effektes wird durch Leistungsmessungen und Thermographie-Aufnahmen vor Ort bestimmt, unter Berücksichtigung standort- und klimaspezifischer Faktoren. Weitere Tests werden im Labor an besonders auffälligen Modulen durchgeführt.

Hier wird auch die Reversibilität des PID-Effekts untersucht. Beispielsweise wird nach einer vollständigen Erholung ein PID-Test auf Basis des aktuellen IEC-Normentwurfs 62804 an den Modulen durchgeführt. Durch Vergleich der tatsächlichen und der künstlich hervorgerufenen Schädigung können die Ergebnisse des PID-Tests im Labor qualitativ eingeordnet werden.

In ersten Messungen wurde z. B. bei einem im Feld auffälligen Modul eine Leistungsabnahme von etwa 5 % nach Entnahme festgestellt. Bei diesem Modul führte der PID-Test nach Erholung zu einem Leistungsrückgang von etwa 83 % (Abb. 3).

Neben den Untersuchungen auf Zell- und Modulebene wird seit dem vergangenen Jahr auch die Systemebene betrachtet.