Potential-Induced Degradation of photovoltaic modules: an automated approach

Abstract

De Energy Systems Engineering (ESE) onderzoeksgroep van de UHasselt afdeling ingenieurs-wetenschappen focust op verschillende betrouwbaarheidsaspecten van fotovoltaïsche (PV) systemen. Een van deze aspecten is potential-induced degradation (PID) van PV-modules. Hiervan is aangetoond dat het de PV-prestaties drastisch verlaagd en daarmee de levelized cost of energy (LCOE) verhoogt. Tot nu toe wordt de tussentijdse karakterisering van de PV-modules onder versnelde PID-tests handmatig uitgevoerd, wat resulteert in een tijdrovende bezigheid. Deze studie richtte zich op het verminderen van de arbeidstijd tijdens dergelijke PID-testen, hetgeen bereikt werd door de twee meest tijdrovende operaties in dit proces te automatiseren: (i) tussentijdse karakterisatie van de PV-modules en (ii) verwerking van de verkregen gegevens. Het eerste deel is bereikt door het ontwerpen en implementeren van een switch matrix die in staat is om automatisch en in-situ de PV-modules te karakteriseren terwijl ze onder PID-stress staan. Het tweede deel is gerealiseerd met een zelfontwikkelde softwaretool die de data na het PID-experiment automatisch verwerkt. Om de juiste werking van de zelfontwikkelde hulpmiddelen te verifiëren werden versnelde PID-tests uitgevoerd op vijf eencellige PV-modules. Deze tools blijken inderdaad correct te werken door de PID-stresstest uit te voeren en de data automatisch met succes te verwerken. Bovenop de basisvereisten van ESE is de tool ook in staat om de PID-stress in-situ om te keren terwijl de karakterisering doorgaat.