드론으로 밝혀진 태양광 발전의 PID 현상 보고

드론으로 밝혀진 태양광 발전의 PID 현상 보고 

[이 포스팅은 일본 기사를 번역한 것이므로, 

한국과는 상황이 다를 수 있음을 명시합니다.]

출처 - https://project.nikkeibp.co.jp/ms/atcl/feature/15/302961/070300087/?ST=msb&P=2

최근에 드론 (무인 소형 비행체)에 의한 공중 촬영으로 인해

PID (potential-induced degradation)로 의심되는 태양광 패널을 발견하는 사례가 나왔다.

PID (potential-induced degradation)란?

전위 유도 열화는 소위 미광 전류에 의해 발생하는 

결정질 광기 전 모듈에서의 잠재적 유도 성능 저하이다.

 

이 효과는 최대 30%의 전력 손실을 유발할 수 있다. 

태양 전지의 구조 외에도 유해 누설 전류의 원인은 

개별 태양광 모듈의 접지 전압이다.

PID는 결정 실리콘형 태양광 패널에서 생긴다. 

특정 조건에서 태양광 패널에 높은 전압이 걸려 출력이 저하되는 문제를 가리킨다.

태양광 패널의 셀 (발전 소자)과 알루미늄 프레임 사이에 전위차가 발생하여 

고온 고습 시스템 전압 등의 조건이 영향을 주고있을 것으로 추측되고 있다.

PID 내성이 낮은 태양광 패널에 출력 저하에 이르면, 

1년간 70% 이상 출력이 떨어지는 경우도 있는 것으로 알려져 있다.

고밀도 대량의 핫스팟이 발생한 패널을 알 수 있다.

2012년경 독일 등에서 큰 문제가 되어, 

그 후 태양광 패널 제조업체들은 PID에 대한 내성을 높인 패널을 제품화했다. 

현재 시판되고있는 패널은 거의 PID 내성을 높인 패널로 되어있다.

이번 검사에서 PID 문제를 발견한 태양광 패널은 그 대책이 시행되기 이전의 제품으로 보여지고있다.

출력 약 300kW의 태양광 발전소에 태양광 패널의 상태를 드론으로 조사하였다. 

드론은 적외선 카메라를 사용하여 지상에 줄 지어있는 태양광 패널의 열 분포의 이미지를 촬영한다.

이 이미지에서 과도한 열이 있는 패널과 패널의 부위를 특정한다.

그러자 여러 셀을 직렬로 연결한 클러스터 단위의 문제가 많이 발견되었다.

또한, 셀 내에서 주변에 비해 과도하게 열이있는 핫스팟이 많이 보인다.

이러한 핫스팟이 많은 태양광 패널은 PID가 의심 된다고 한다. 

PID로 인해 출력이 저하되어있을 가능성이있다.

이전에도 드론에 의한 패널 검사에서 결국 PID에 의한 출력 저하를 발견 할 수 있었다. 

이번 태양광 발전소도 그 때와 비슷한 열 분포를 나타내고 있었기 때문에 이렇게 추측 할 수 있었다.

PID에 의한 출력 저하가 있는지 여부는 다음 두 검사를 통해 특정해 나간다. 

우선 IV (전류 - 전압) 특성을 조사한다. 

거기서도 PID에 의한 출력 저하가 의심되면 마지막으로 

EL(일렉트로 루미네선스) 검사에서 더욱 확실히 알 수 있다.

주류 p형 태양광 패널은 PID에 의한 출력 저하가 발생하는 경우 

먼저 최대 출력 점 부근의 출력이 떨어진다. 

이 출력 저하에 이끌리듯 최대 출력 전압이 떨어진다. 

이 전압을 낮춰서 전체적인 출력이 떨어지고, 이 출력 저하가 더 큰 전압의 저하를 초래한다는 사이클에서 진행된다. 

IV 특성을 조사하는 것으로, 알 수 있다.

PID에 의한 열화가 진행되면 셀 내에서 부분적으로 내부 저항이 저하되고, 단락 된 곳이 생긴다. 

그 자리에서 셀의 발광이 막힌다. 이 현상이 점점 퍼진다.

이번 태양광 발전소는 IV 특성의 확인까지 마쳤다. 

여기서도 역시 PID에 의한 출력 저하가 의심되는 결과였다고 한다. 앞으로 EL 검사를 실시 할 예정이다.

태양광 패널의 공급 업체가 파산하여, 이 회사가 공급한 중국산 태양광 패널의 

애프터 서비스 등이 어떤 상태에 있는지를 확인 한 후에 대응이 될 것 같다.

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