سولر پینل کا اینٹی پی آئی ڈی اثر کیا ہے؟

سولر پینل کا اینٹی پی آئی ڈی اثر کیا ہے؟

1.PID اثر

PID کا پورا نام ہے: Potential Induced Degradation، جس کا مطلب ہے Potential induced degradation۔

پی آئی ڈی اثر کو پہلی بار امریکی کمپنی سن پاور نے 2005 میں دریافت کیا اور تجویز کیا تھا۔ اس سے مراد ہائی وولٹیج پر اجزاء کے طویل مدتی آپریشن، کور شیشے، پیکیجنگ مواد اور فریموں کے درمیان رساو کرنٹ کا وجود، اور اس کے جمع ہونے سے ہے۔ سیل کی سطح پر چارج کی بڑی مقدار، جو سیل کی سطح پر گزرنے کے اثر کو خراب کرتی ہے، جس سے فل فیکٹر، شارٹ سرکٹ کرنٹ اور اوپن سرکٹ وولٹیج میں کمی واقع ہوتی ہے، جس سے اجزاء کی کارکردگی ڈیزائن سے کم ہوتی ہے۔ معیاری کشندگی کی ڈگری 50٪ تک پہنچ سکتی ہے، لیکن یہ کشندگی الٹ سکتی ہے۔

2. پی آئی ڈی اثر کا طریقہ کار

① ہائی وولٹیج کا اثر

فوٹو وولٹک نظام کے بڑے پیمانے پر استعمال نے اعلی اور اعلی نظام وولٹیجز کو جنم دیا ہے۔ بیٹری کے ماڈیولز کو انورٹر کے MPPT ورکنگ وولٹیج تک پہنچنے کے لیے اکثر ایک سے زیادہ ماڈیولز کو سیریز میں منسلک کرنے کی ضرورت ہوتی ہے، جو بہت زیادہ اوپن سرکٹ وولٹیج اور ورکنگ وولٹیج کی طرف لے جاتا ہے۔

مثال کے طور پر STC ماحول کے تحت 450W کے ایک 72-سیل بیٹری ماڈیول کو لے کر، ایک 20-سٹرنگ بیٹری ماڈیول کا اوپن سرکٹ وولٹیج 1000V اور ورکنگ وولٹیج 800V جتنا زیادہ ہے۔ چونکہ فوٹو وولٹک پاور اسٹیشنوں کو بجلی کے تحفظ اور گراؤنڈنگ پروجیکٹس سے لیس کرنے کی ضرورت ہے، اس لیے عام اجزاء کے ایلومینیم الائے فریموں کو گراؤنڈ کرنے کی ضرورت ہے، اور بیٹری سیلز اور ایلومینیم فریم کے درمیان تقریباً 1000V کا ڈی سی ہائی وولٹیج بن جائے گا، جس کی وجہ سے سرکٹ اور دھاتی گراؤنڈنگ فریم کے درمیان وولٹیج کا تعصب۔

② آئن ہجرت

بیٹری ماڈیول کے پیکیجنگ میٹریل اور اس کی اوپری اور نچلی سطحوں پر موجود مواد کے درمیان ہائی وولٹیج کے تحت، اور بیٹری سیل اور اس کے گراؤنڈ میٹل فریم کے درمیان، آئن کی منتقلی ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں اجزاء کی کارکردگی میں کمی واقع ہوتی ہے۔

جب شمسی سیل کو ایک اعلی منفی وولٹیج کے ساتھ پولرائز کیا جاتا ہے، تو خود بیٹری اور ماڈیول فریم کے درمیان ایک متعلقہ وولٹیج کا فرق ہوتا ہے۔ یہ صفر پوٹینشل پر ہے کیونکہ زیادہ تر وقت یہ گراؤنڈ ہوتا ہے، اس لیے سولر سیل اور فریم کے درمیان بہت کم فاصلے کی وجہ سے اور سیل کرنے والے مواد میں ممکنہ نجاست کی وجہ سے، سیل اور فریم کے درمیان کرنٹ پیدا کیا جا سکتا ہے، پورے فوٹوولٹک ماڈیول کے لیے موجودہ رساو۔

3. پی آئی ڈی اثر کی وجوہات

① پانی کے بخارات سولر پینل میں داخل ہو رہے ہیں۔

سولر پینلز میں پی آئی ڈی اثر پر پانی کے بخارات کا نمایاں اثر پڑتا ہے۔ جیسے جیسے درجہ حرارت بڑھتا ہے، ہوا میں پانی کے بخارات گاڑھا ہونا شروع ہو جاتے ہیں اور سولر پینل کی سطح پر جمع ہونے لگتے ہیں۔ وقت گزرنے کے ساتھ، یہ گاڑھا ہونا سولر پینل کے اندر نمی کے جمع ہونے کا باعث بن سکتا ہے، جو مسائل کا باعث بن سکتا ہے۔

پانی کے بخارات جو سولر پینل میں داخل ہوتے ہیں وہ سولر سیلز اور سولر پینل کے دیگر اجزاء کے ساتھ ایک بند برقی سرکٹ بنا سکتے ہیں۔ اس کے نتیجے میں بجلی کا بہاؤ ہوتا ہے جس کی وجہ سے سولر پینل اس سے کہیں زیادہ خراب کام کر سکتا ہے۔

② ایوا ہائیڈرولیسس

PID اثر کی دوسری اہم وجہ Ethylene Vinyl Acetate (EVA) encapsulant مواد کا ہائیڈرولیسس ہے۔ ایوا سولر پینلز کی تیاری میں وسیع پیمانے پر استعمال ہونے والا انکیپسولنٹ مواد ہے۔ جب اعلی نمی اور درجہ حرارت کا سامنا کرنا پڑتا ہے، ایوا ایسیٹک ایسڈ (سرکہ) پیدا کرنے کا خطرہ رکھتا ہے۔

ایوا کے ہائیڈولیسس سے پیدا ہونے والا ایسٹک ایسڈ سولر پینل کے دھاتی اجزاء کے ساتھ تعامل کرتا ہے اور کرنٹ کے بہاؤ کے لیے راستہ بناتا ہے۔ اس کرنٹ کا بہاؤ بجلی کی پیداوار میں کمی کا سبب بنتا ہے۔

③ شیشے کی سطح پر کیمیائی رد عمل

پی آئی ڈی اثر کی تیسری وجہ ایسیٹک ایسڈ اور سولر پینل کے شیشے کی سطح کے درمیان کیمیائی عمل ہے۔ ایسیٹک ایسڈ اور شیشے کی سطح کا امتزاج سوڈیم ایسیٹیٹ پیدا کرتا ہے۔ سوڈیم ایسیٹیٹ ایک الیکٹرولائٹ محلول ہے جو بجلی چلا سکتا ہے۔ بجلی کا یہ بہاؤ بجلی کی پیداوار میں کمی کا باعث بنتا ہے۔

④ سوڈیم آئنز برقی میدان میں حرکت کرتے ہیں۔

پی آئی ڈی اثر کی چوتھی وجہ برقی میدان میں سوڈیم آئنوں کی حرکت ہے۔ سوڈیم شیشے میں سب سے زیادہ موبائل آئن ہے، اور جب یہ سولر پینل کے اندر داخل ہوتا ہے، تو یہ شمسی خلیوں کے ساتھ رد عمل ظاہر کرتا ہے، جس سے ایک بند سرکٹ بنتا ہے۔

جب سولر پینلز کو ہائی وولٹیج کے فرق کا سامنا کرنا پڑتا ہے، تو سوڈیم آئن شمسی پینل کے اندر منتقل ہو سکتے ہیں، جس سے اعلیٰ برقی صلاحیت کے علاقے پیدا ہوتے ہیں۔ بجلی کا یہ بہاؤ بجلی کی پیداوار میں کمی کا باعث بنتا ہے۔

4. پی آئی ڈی ٹیسٹ کا طریقہ

معیارات کی ایک مخصوص سیریز ہے - IEC 62804 Photovoltaic (PV) ماڈیولز: ممکنہ حوصلہ افزائی انحطاط کا پتہ لگانے کے لیے ٹیسٹ کا طریقہ۔ IEC 62084 کے مطابق ممکنہ حوصلہ افزائی انحطاط کا پتہ لگانے کے لیے ٹیسٹ کی شرائط یہ ہیں:

60 ڈگری ہوا کا درجہ حرارت

85% رشتہ دار نمی

+1000V، -1000V، +1500V یا -1500V کا وولٹیج تعصب (PV ماڈیول کی خصوصیات پر منحصر ہے)

ٹیسٹ کا کل وقت 96 گھنٹے ہے۔

پاس کا معیار بنیادی طور پر ٹیسٹ کے اختتام پر ماپا جانے والے پاور گراڈیشن سے متعلق ہے۔ اگر یہ 5٪ سے زیادہ نہیں ہے تو، ٹیسٹ پاس کیا جاتا ہے. لہذا، یہ ٹیسٹ اس بات کو یقینی نہیں بناتا ہے کہ PID نہیں ہوگا یا ماڈیول PID سے پاک ہے۔ IEC 62804 سرٹیفیکیشن میں کم پاور انحطاط والے PV ماڈیولز PID اثرات کے خلاف سب سے زیادہ مزاحم ہو سکتے ہیں۔ فی الحال کچھ مینوفیکچررز سرٹیفیکیشن کی مدت (600 گھنٹے تک) بڑھاتے ہیں، اور اس قسم کا ٹیسٹ ان مصنوعات کے لیے قابل اعتماد ہے جو PID اثرات کے خلاف مزاحم ہیں۔

5. PID اثر کے حل

P-قسم کے کرسٹل لائن سلکان ماڈیولز کا PID اثر (روایتی ASF خلیات، PERC خلیات)

پاور سٹیشنوں کے اصل آپریشن میں، فریموں (سوڈا لائم گلاس، ایوا فلم) والے روایتی کرسٹل لائن سلیکون ماڈیولز میں PID کی توجہ عام ہے۔ DC سسٹم کا وولٹیج جتنا زیادہ ہوگا، نمی اتنی ہی زیادہ ہوگی، اور درجہ حرارت جتنا زیادہ ہوگا، PID کی کشیدگی اتنی ہی سنگین ہوگی۔ P-قسم کے کرسٹل لائن سلکان ماڈیولز کے PID اثر کو درج ذیل طریقوں سے کم کیا جا سکتا ہے۔

A. Na+ اور Ca+2 آئنوں کو دور کرنے کے لیے سوڈا لائم گلاس کی بجائے کوارٹج گلاس استعمال کریں۔

B. فریم گراؤنڈنگ سے بچنے کے لیے ڈبل گلاس فریم لیس ماڈیول استعمال کریں۔

C. جامع فریم استعمال کریں (نائلان، پولی یوریتھین مواد وغیرہ)؛

ایوا کو بہتر بنائیں یا سیل کی سطح پر نائٹرائڈ فلم کی کثافت میں اضافہ کریں۔

② N قسم کے کرسٹل لائن سلکان ماڈیولز کا PID اثر (TOPCon خلیات)

N-type کرسٹل لائن سلیکون ماڈیولز کا PID اثر اب منتقلی آئنوں (Na+, Ca+2) کی وجہ سے نہیں ہوتا ہے بلکہ بیٹری اور ماڈیول فریم کے درمیان ممکنہ فرق کی وجہ سے گزرنے والی پرت کے ڈائی الیکٹرک پولرائزیشن سے ہوتا ہے۔ لہذا، N-type کرسٹل لائن سلیکون ماڈیولز کے PID اثر کو اعلی چالکتا اور کم ڈائی الیکٹرک مستقل کے ساتھ ایک passivation تہہ متعارف کروا کر روکا جا سکتا ہے۔

③ HJT بیٹری کے اجزاء کا PID اثر

HJT بیٹری کی ساخت PERC اور TOPCon سے بالکل مختلف ہے۔ پاسیویشن پرت SiN4 کے بجائے شفاف آکسائڈ کنڈکٹیو فلم (TCO) کا استعمال کرتی ہے۔ ہائی وولٹیج کے تعصب کے حالات میں، جمع شدہ چارج کے لیے کوئی موصلی پرت نہیں ہے، اس لیے PID کا رجحان نہیں ہوگا۔ لہذا، HJT بیٹری PID کے خلاف مزاحمت کرنے کی صلاحیت رکھتی ہے۔