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Freifeldcharakterisierung von PV-Anlagen im Rahmen des Projektes PV- FeldLab -ein Statusbericht-
(2020)
Das Projekt PV-FeldLab verfolgt das Ziel, ein umfassendes Konzept für eine messtechnisch sehr präzise elektrische Freifeld-Charakterisierung von PV-Generatoren zu entwickeln. Es beinhaltet eine optische Untersuchung mittels drohnengestützter Thermografie und eine genaue elektrische Charakterisierung von PV-Anlagen im Freifeld, auch bei räumlicher Inhomogenität von Bestrahlungsstärke, Temperatur und bei variablen Aufbauwinkeln von Modulen im Strang. Die Verknüpfung der elektrischen und optischen Messdaten erlaubt eine effiziente Untersuchung von PV-Anlagen und ermöglicht eine Präzisierung von Ertragsanalysen. Dieser Bericht beschreibt den ersten Projektabschnitt, in welchem der Fokus vor allem auf der Initialisierung der messtechnischen Komponenten, sowie ersten Messungen und Analysen liegt.
A quantitative physical model for potential induced degradation of the shunting type (PID-s) in solar modules is introduced. Based on a drift and diffusion approach for sodium ions and atoms, it gives insight into the kinetics of degradation and the corresponding regeneration. A simple drift/source term is used to describe the time-dependent flux of Na-ions towards stacking faults at the surface of the solar cell. The assumed transport mechanism for Na+ ions through the SiN-layer uses the modified Stern-Eyring rate theory but our approach can also be adapted to other mechanisms. Several PID-s and regeneration curves of one-cell solar modules at T = 49°C and T = 90°C with 1000V potential difference between modul frame and cell were measured and least-square fits of the in-situ measured parallel resistance Rsh to the model were performed giving very good accordance.
Based on a few measurements, the model can predict PID-s and regeneration characteristics of solar modules under different conditions.