Mục lục · 11 phần
Phục hồi PID (PID recovery) là quá trình lấy lại một phần hoặc gần hết công suất tấm pin năng lượng mặt trời (PV) đã mất do suy giảm điện thế cảm ứng (Potential-Induced Degradation), bằng điện áp ngược chiều, nhiệt hoặc ánh sáng.[1][2] Trong một phép thử, tấm pin đa tinh thể 233,9 W tụt còn 148,7 W sau 24 giờ chịu điện áp 1000 V.[3] Sau 120 phút phân cực ngược, tấm pin này lên lại 229,5 W, tức lấy lại 94,8% phần công suất đã mất.[3] Ở cấp hệ thống, các thiết bị như PV offset box hoặc PID box đặt điện áp ngược, ví dụ +1000 V, lên chuỗi pin vào ban đêm.[1] Biến tần (inverter) Huawei SUN2000-50KTL-M3 tích hợp sẵn chức năng này, nâng điện thế giữa cực âm PV- và đất lên trên 0.[4] Vết nứt cell và hư hỏng do đánh thủng không được khắc phục sau phục hồi PID.[5]
Hiện tượng PID và hiện tượng suy giảm do ánh sáng (LID) được trình bày ở bài LID và PID.
Tóm tắt nhanh
| Mục | Thông tin chính |
|---|---|
| Tên tiếng Anh | PID recovery;[3] bảng thông số Huawei SUN2000-50KTL-M3 ghi Integrated PID recovery[4] |
| Định nghĩa | Phục hồi PID (PID recovery) là quá trình lấy lại một phần hoặc gần hết công suất tấm pin năng lượng mặt trời (PV) đã mất do suy giảm điện thế cảm ứng (Potential-Induced Degradation), bằng điện áp ngược chiều, nhiệt hoặc ánh sáng[1][2] |
| Dạng PID phục hồi được | PID dạng rẽ mạch (PID-s) của cell silic loại p; PID dạng phân cực (PID-p) thường, nhưng không phải luôn luôn, phục hồi được[1][2] |
| Hư hỏng không phục hồi được | Ăn mòn lớp TCO của tấm màng mỏng; nứt cell và đánh thủng[1][5] |
| Cách làm ngoài hiện trường | Đặt điện áp ngược, ví dụ +1000 V, lên chuỗi pin vào ban đêm[1] |
| Kết quả trong phòng thử | Lấy lại 94,8% công suất đã mất sau 120 phút phân cực ngược[3] |
| Kết quả ngoài trời | Hệ 50 kW, điện áp ngược 1000 V ban đêm khoảng 7 tháng, chênh lệch sản lượng còn trong 2 kWh[6] |
| Yếu tố tốc độ | Tốc độ phục hồi tăng theo nhiệt độ tấm pin; điện áp đặt vào là yếu tố tác động chính[1][7] |
| Lưu ý an toàn | Điện áp ngược ban đêm cũng tạo ứng suất, làm tăng dòng rò theo chiều ngược lại[1] |
| Phép thử PID của tấm pin | IEC TS 62804-1:2025 có phép thử PID-p và phép thử mức phục hồi PID-p dưới ánh sáng tử ngoại; MQT 21 trong IEC 61215-2:2021[8][9] |
1. Phục hồi PID (PID recovery) là gì?
Phục hồi PID (PID recovery) là quá trình lấy lại một phần hoặc gần hết công suất tấm pin năng lượng mặt trời (PV) đã mất do suy giảm điện thế cảm ứng (Potential-Induced Degradation), bằng điện áp ngược chiều, nhiệt hoặc ánh sáng.[1][2] Phục hồi bằng nhiệt là quá trình tái tạo phần công suất mất do PID dạng rẽ mạch (PID-s), được kích hoạt bởi nhiệt độ.[1] Phục hồi bằng điện áp ngược đặt một điện áp, ví dụ +1000 V, lên các cell của tấm pin bị PID.[1] Phục hồi bằng ánh sáng áp dụng cho PID dạng phân cực (PID-p), vì điện tích gây PID-p có thể tan đi khi tấm pin được chiếu sáng.[10]
Suy giảm điện thế cảm ứng (PID) là gì?
Suy giảm điện thế cảm ứng (PID) là hiện tượng tấm pin mất công suất do chênh lệch điện thế cao giữa tấm pin và đất, được thúc đẩy bởi nhiệt độ và độ ẩm cao.[8][11] Chênh lệch điện thế này đẩy dòng rò chạy từ khung tấm pin vào các cell.[1] PID nằm trong nhóm hư hỏng tấm pin hay gặp nhất, cùng với vết cháy và đứt dây nối cell.[12]
Ba cách phục hồi PID: điện áp ngược, nhiệt độ và ánh sáng
Phục hồi bằng nhiệt, bằng điện áp ngược và cách kết hợp hai phương pháp đều lấy lại được hiệu suất của tấm pin silic loại p.[1] Tấm pin hai mặt p-PERC bị PID-p được thử phục hồi bằng điện áp dương +1500 V, bằng nắng ngoài trời và bằng cách cất trong bóng tối.[2] Trong một số trường hợp, điện áp ngược hoặc xử lý nhiệt giúp tấm pin phục hồi được một phần.[13]
Tên gọi phục hồi PID trên datasheet và sản phẩm công nghiệp
Bảng thông số của Huawei SUN2000-50KTL-M3 ghi dòng "Integrated PID recovery" với giá trị "Yes".[4] Các sản phẩm công nghiệp đặt điện áp ngược lên chuỗi pin có tên thương mại như PV offset box hoặc PID box.[1]
2. Dạng PID nào phục hồi được?
Các dạng PID khác nhau về khả năng đảo ngược: PID-s đảo ngược được, còn ăn mòn lớp TCO của tấm màng mỏng là quá trình không đảo ngược.[1] Ngoài PID-s, các dạng PID còn lại chưa được hiểu rõ.[14]
Bốn dạng PID: PID-s, PID-p, natri xâm nhập và ăn mòn (PID-c)
Tài liệu khoa học ghi nhận bốn dạng PID là rẽ mạch (PID-s), phân cực (PID-p), natri xâm nhập và ăn mòn (PID-c).[14] PID-s gắn với sự hình thành các đường rò dòng điện trong cell.[13] PID-p đặc trưng bởi điện tích dương tích tụ trong các lớp thụ động hóa mặt trước.[13] PID-c sinh ra từ quá trình điện hóa làm hỏng các tiếp điểm kim loại.[13] PID-s là dạng PID phổ biến nhất trên tấm pin silic tinh thể loại p thông thường.[1]
Ion natri từ kính đi vào cell như thế nào?
Các điện tích dương, là ion natri trong kính mặt trước, đi tới cell nhờ chênh lệch điện thế và tích tụ trong cell.[7] Ion natri (Na+) trôi qua lớp chống phản xạ SiNx tới bề mặt tiếp giáp giữa silic và lớp chống phản xạ.[1] Phần lớn các công bố cho rằng natri đến từ tấm kính soda-lime.[1] Hơi ẩm bên trong tấm pin tạo điều kiện cho ion natri di chuyển.[11]
Sai hỏng xếp chồng (stacking fault) bị natri bám tạo đường rẽ mạch
Phép đo ToF-SIMS cho thấy vùng có tín hiệu Na+ mạnh trùng với các vị trí rẽ mạch của cell bị PID.[1] Các sai hỏng xếp chồng trong silic, kéo dài từ bề mặt SiNx/Si qua tiếp giáp p-n, bị nhiễm natri.[1] Điện trở shunt thấp gây tổn hao công suất trong cell.[15] Ảnh hưởng của điện trở shunt thấp càng nặng khi ánh sáng yếu.[15]
Natri rời sai hỏng xếp chồng khi đặt điện áp ngược
Khi đặt phân cực ngược, ion Na+ bị đẩy khỏi bề mặt tiếp giáp, tạo chênh lệch nồng độ lớn hơn.[1] Chênh lệch nồng độ này làm natri khuếch tán ra khỏi sai hỏng xếp chồng nhanh hơn.[1] Quá trình khuếch tán này được đề xuất là cơ chế phục hồi hiệu suất.[1] Một tấm pin có thể không phục hồi đủ 100% vì ion Na+ chưa di chuyển ra hết.[3]
PID dạng phân cực (PID-p) tan đi khi có ánh sáng
Điện tích gây PID-p có thể tan đi khi tấm pin được chiếu sáng.[10] Tấm pin TOPCon trong thử nghiệm chỉ bị PID-p thuận nghịch ở mặt trước, khi mạch cell mang điện thế âm.[10] Trên tấm pin hai mặt p-PERC ngoài hiện trường, PID-p xuất hiện ở mặt sau khi cell mang điện thế âm.[2] PID-p thường, nhưng không phải luôn luôn, phục hồi được bằng ánh sáng, điện áp ngược hoặc cất trong bóng tối.[2]
Hiệu ứng phân cực bề mặt trên cell loại n
Hiệu ứng phân cực bề mặt được ghi nhận đầu tiên trên tấm pin silic tinh thể của SunPower.[1] Khi cell tiếp xúc mặt sau loại n chịu điện thế dương cao, dòng điện rò ra khỏi cell.[1] Cell silic loại n có thể bị PID-p, PID natri xâm nhập và PID-c.[16]
Cách xử lý PID chia làm hai hướng: ngăn PID xuất hiện và lấy lại công suất sau khi PID đã xảy ra. Mục 3 tách hai hướng này.
3. Phục hồi PID khác chống PID (Anti-PID) ở điểm nào?
Chống PID ngăn PID hình thành trong tấm pin, còn phục hồi PID lấy lại công suất cho tấm pin đã bị PID.[7] Các biện pháp chống PID chỉ ngăn PID phát sinh, nên tấm pin đã bị PID cần thêm biện pháp phục hồi.[7]
Chống PID ở cấp tấm pin
PID được hạn chế bằng cách điều chỉnh độ dày lớp chống phản xạ SiNx trên cell.[7] Kính không chứa natri và vật liệu đóng gói có điện trở suất cao cũng hạn chế PID.[7]
Nối đất cực âm với biến tần có biến áp
Với biến tần có biến áp, cực âm hoặc cực dương của hệ phải được nối đất.[1] Nối đất cực âm là cách đơn giản để tránh PID-s cho hệ dùng biến tần có biến áp.[1] Biến tần cách ly (isolated inverter) là biến tần có ít nhất một lớp tách đơn giản giữa lưới điện và mạch PV.[17] Dàn pin nối đất chức năng (functionally grounded array) là dàn PV có một dây dẫn được nối đất có chủ đích vì lý do khác an toàn.[17] Các yêu cầu an toàn này được trình bày ở bài IEC 62109-2.
Biến tần không biến áp và giải pháp DC bus ảo
Biến tần không biến áp không có cách ly điện giữa lưới và dàn pin, và không yêu cầu nối đất.[1] Ngành điện mặt trời đang chuyển mạnh sang cấu trúc không biến áp.[1] Giải pháp DC bus ảo nối đất ảo cực âm cho biến tần không biến áp.[1] Huawei SUN2000-50KTL-M3 là một biến tần có cấu trúc không biến áp (Transformerless).[4]
Biến tần vi mô và điện áp chuỗi thấp
Biến tần vi mô (micro-inverter) được đặt trên từng tấm pin.[1] Tấm pin dùng biến tần vi mô làm việc ở điện áp hệ thống thấp hơn nhiều.[1]
Bảng so sánh chống PID và phục hồi PID
| Tiêu chí | Chống PID | Phục hồi PID |
|---|---|---|
| Mục đích | Ngăn PID phát sinh[7] | Lấy lại công suất cho tấm pin đã bị PID[7] |
| Cấp tấm pin | Lớp SiNx, kính không natri, vật liệu đóng gói điện trở cao[7] | Gia nhiệt tấm pin, chiếu sáng với PID-p[1][10] |
| Cấp hệ thống | Nối đất cực âm, DC bus ảo, biến tần vi mô[1] | Điện áp ngược lên chuỗi pin vào ban đêm[1] |
| Thiết bị | Biến tần có biến áp nối đất cực âm[1] | PV offset box, PID box, chức năng tích hợp trong biến tần[1][4] |
Khi tấm pin đã bị PID, cách làm ngoài hiện trường dựa trên điện áp ngược. Mục 4 mô tả cách điện áp ngược được đặt lên chuỗi pin.
4. Phục hồi PID bằng điện áp ngược vào ban đêm hoạt động thế nào?
Phục hồi PID bằng điện áp ngược đặt điện áp giữa cell và khung theo chiều ngược với chiều gây PID.[7] Chiều gây PID của tấm pin đa tinh thể là khi lớp cell mang điện thế âm.[18] Biện pháp khắc phục PID gồm thay đổi cách nối đất dàn pin và phục hồi bằng điện áp ngược.[12]
Đặt điện áp dương lên cell so với khung
Thiết bị phục hồi đặt điện áp dương, ví dụ +1000 V, lên chuỗi pin vào ban đêm.[1] Trong thử nghiệm PID-p trên tấm hai mặt, điện áp phục hồi là +1500 V đặt vào ban đêm.[2] Huawei SUN2000-50KTL-M3 nâng điện thế giữa PV- và đất lên trên 0 để phục hồi suy giảm do PID.[4]
Phục hồi PID chạy vào ban đêm
Điện áp ngược được đặt lên chuỗi pin trong ban đêm.[1] Trong một mạch phục hồi thử nghiệm, mạch ở trạng thái tắt vào ban ngày khi chuỗi pin phát điện.[5]
Hộp phục hồi PID (PID box) là gì?
Hộp phục hồi PID (PID box) là sản phẩm công nghiệp đặt điện áp ngược lên chuỗi pin vào ban đêm để phục hồi tấm pin bị PID.[1] PV offset box và PID box là các sản phẩm công nghiệp dùng cách làm này.[1] Trong một hệ ngoài trời có hai biến tần 50 kW, điện áp ngược 1000 V được đặt lên dàn pin vào ban đêm.[6]
Chức năng phục hồi PID tích hợp trong biến tần
Huawei SUN2000-50KTL-M3 có chức năng phục hồi PID tích hợp, ghi "Integrated PID recovery: Yes" trên bảng thông số.[4] Chức năng này nâng điện thế giữa PV- và đất lên trên 0.[4]
Mạch tự đóng điện áp khi dòng rò vượt ngưỡng
Một mạch phục hồi thử nghiệm đặt 1000 V lên chuỗi pin khi phát hiện dòng rò tới ngưỡng 100 mA.[5] Mạch này đạt phục hồi PID trong vòng 15 ngày hoặc ít hơn.[5]
Phân cực ngược điện áp thấp trong phòng thí nghiệm
Phương pháp phục hồi thông thường dùng điện áp cao khoảng 1000 V và nhiệt độ khoảng 85 °C trong vài giờ.[16] Với phân cực ngược điện áp thấp -20 V và -30 V lên tấm pin, phục hồi diễn ra trong vài phút.[16] Ở mức -19 V, tỷ lệ phục hồi đạt 90% sau 5 phút.[16]
Mục 5 tổng hợp mức phục hồi đo được trong các thử nghiệm.
5. Phục hồi PID hiệu quả đến đâu trong thử nghiệm?
Phục hồi PID trong thử nghiệm đạt từ gần như hoàn toàn tới chỉ một phần.[1] Có tấm pin lấy lại gần 100% công suất ở điều kiện chuẩn (STC), có tấm phục hồi không trọn vẹn.[1] Trong cùng một phép thử, phân cực ngược cần 120 phút, còn phục hồi tự nhiên trong bóng tối cần 8 tháng.[3]
Phân cực ngược 120 phút trên tấm pin đa tinh thể
Trong một phép thử tại Nam Phi, tấm pin A bị gây PID bằng điện áp 1000 V trong 24 giờ, ở 35 °C và độ ẩm dưới 40%.[3] Phục hồi cưỡng bức là phân cực ngược hai cực tấm pin trong vài giờ.[3] Tấm A tụt 36,4% công suất và lấy lại 94,8% phần đã mất sau 120 phút phân cực ngược.[3]
Ví dụ: tính tỷ lệ phục hồi của tấm pin 233,9 W
Phép thử tính tỷ lệ phục hồi bằng tỷ số giữa công suất lấy lại và công suất đã mất.[3] Số liệu tấm A lấy từ bảng kết quả của phép thử.[3]
- Công suất ban đầu: tấm A đạt 233,9 W trước khi chịu PID.[3]
- Công suất sau PID: tấm A còn 148,7 W, mất 233,9 − 148,7 = 85,2 W, tức 85,2 / 233,9 ≈ 36,4%.
- Công suất sau phục hồi: tấm A lên lại 229,5 W sau 120 phút phân cực ngược.[3]
- Công suất lấy lại: 229,5 − 148,7 = 80,8 W.
- Tỷ lệ phục hồi: 80,8 / 85,2 ≈ 94,8%, trùng con số in trong bảng kết quả.[3]
- Tốc độ phục hồi: 80,8 W / 120 phút ≈ 0,67 W mỗi phút, trùng tốc độ 0,67 W/phút trong bảng.[3]
- Phần chưa lấy lại: 233,9 − 229,5 = 4,4 W, tức 4,4 / 233,9 ≈ 1,9% công suất ban đầu.
Phục hồi tự nhiên trong bóng tối kéo dài nhiều tháng
Tấm B trong cùng phép thử được để hở mạch trong bóng tối ở nhiệt độ phòng.[3] Sau 8 tháng, tấm B lấy lại 94,0% công suất đã mất, với tốc độ 0,31 W mỗi ngày.[3] Ở nhiệt độ phòng, tấm pin bị PID có thể lấy lại phần lớn công suất ban đầu sau thời gian dài.[1] Với PID-p trên tấm hai mặt, các thông số I-V chưa cải thiện sau một tháng cất trong bóng tối.[2]
Hệ 50 kW ngoài trời phục hồi sau khoảng 7 tháng
Trong một hệ ngoài trời, sản lượng hai biến tần 50 kW chênh nhau hơn 20 kWh, hệ số hiệu suất (PR) chênh hơn 8%.[6] Điện áp ngược 1000 V được đặt vào ban đêm trong khoảng 7 tháng.[6] Sau đó, chênh lệch sản lượng giữa hai biến tần giảm về trong 2 kWh.[6]
Tấm hai mặt p-PERC bị PID-p phục hồi trong vài giờ
Tấm pin p-PERC hai mặt bị PID-p phục hồi hoàn toàn trong 2 đến 7 giờ khi quay mặt sau về phía mặt trời.[2] Khi quay mặt trước về phía mặt trời, thời gian phục hồi là 10 đến 20 ngày.[2] Trong các cách thử, quay mặt sau về phía mặt trời cho tốc độ phục hồi nhanh nhất.[2]
Tấm TOPCon bị PID-p phục hồi bằng ánh sáng
Tấm pin TOPCon mất khoảng 30% công suất khi chịu -1000 V ở 60 °C trong 96 giờ trong bóng tối.[10] Phơi sáng 1000 W·s/m² ở 25 °C bằng máy chớp sáng (flash tester) giúp tấm pin lấy lại khoảng 5% tuyệt đối.[10] Phục hồi bằng nhiệt trong bóng tối diễn ra tương đối chậm.[10]
Khi nào phục hồi PID không trọn vẹn?
Phục hồi không trọn vẹn đã được ghi nhận ở hiệu suất khi bức xạ thấp và ở điện trở shunt.[1] Sau phép thử đến hỏng, tấm pin chỉ phục hồi được ít khi đặt điện áp ngược.[18] Trong hệ 50 kW, ảnh EL sau phục hồi cho thấy một ít cell ở phía dưới vùng mang điện thế âm còn phục hồi chưa hết.[6]
Mục 6 xét các yếu tố ảnh hưởng tới tốc độ phục hồi.
6. Yếu tố nào quyết định tốc độ phục hồi PID?
Tốc độ phục hồi PID tăng theo nhiệt độ tấm pin, và điện áp đặt vào là yếu tố tác động chính tới phục hồi.[1][7] Độ ẩm không cho thấy tác dụng làm phục hồi nhanh hơn.[1]
Nhiệt độ tấm pin
Tốc độ tái tạo công suất tăng theo nhiệt độ tấm pin.[1] Quá trình tái tạo diễn biến theo dạng Arrhenius (Arrhenius-like), tức tốc độ phụ thuộc nhiệt độ.[1] Vị trí rẽ mạch do PID biến mất sau 2,5 giờ phục hồi nhiệt ở 250 °C.[1] Nung tấm pin ở 100 °C làm PID đảo ngược một phần.[18]
Điện áp đặt vào
Trong ba yếu tố độ ẩm, nhiệt độ và điện áp, điện áp đặt vào là yếu tố tác động chính tới phục hồi PID.[7] Suy giảm gây ra ở nhiệt độ thấp hơn được phục hồi gần như hoàn toàn khi đảo chiều điện áp trong khoảng 100 giờ.[18] Trong một thử nghiệm, tấm pin đặt 1000 V tăng tối đa 7%, còn tấm đặt 250 V và 500 V không tăng.[5]
Độ ẩm khi gây PID và khi phục hồi
Độ ẩm là yếu tố then chốt tạo ra dòng rò khi PID hình thành.[18] Môi trường ẩm làm ion di chuyển mạnh hơn và làm PID xuất hiện nhiều hơn.[11] Ngược lại, độ ẩm không cho thấy tác dụng làm phục hồi nhanh hơn.[1]
Tuổi và mức suy giảm của tấm pin
Tấm pin cũ phục hồi ít hơn tấm pin mới bị PID: tấm cũ chỉ tăng tối đa 7,8% công suất.[5] Tấm pin đã qua phép thử đến hỏng chỉ phục hồi được ít bằng điện áp ngược.[18]
PID có thể quay lại sau khi phục hồi
Phép thử lặp lại nhiều chu kỳ gây PID và phục hồi cho thấy phương pháp điện áp ngược loại bỏ được PID ở mỗi chu kỳ.[7] Khi tấm pin đã phục hồi chịu lại ứng suất PID-s cao hơn hoặc lâu hơn, tổn hao công suất vẫn thấp hơn lần đầu.[1]
Mục 7 nêu các điều kiện an toàn khi đặt điện áp cao lên dàn pin.
7. An toàn khi bật chức năng phục hồi PID
Khi phục hồi PID chạy, chuỗi pin chịu điện áp ngược, ví dụ +1000 V, vào ban đêm.[1]
Chuỗi pin mang điện áp cao so với đất vào ban đêm
Mạch phục hồi thử nghiệm phải cấp 1000 V vào chuỗi pin.[5] Trong thử nghiệm PID-p, điện áp +1500 V được đặt lên tấm pin vào ban đêm.[2] Điện áp ngược vào ban đêm cũng tạo ứng suất, làm tăng dòng rò theo chiều ngược lại.[1]
Cực tính và mạch điều khiển của thiết bị phục hồi
Mạch phục hồi thử nghiệm cấp 1000 V cần được đấu đúng chân dương và chân âm của rơ le.[5] Mạch này được khuyến nghị điều khiển bằng vi điều khiển điện áp thấp.[5]
Phục hồi PID và chức năng giám sát cách điện, dòng dư
IEC 62109-2 có điều khoản phát hiện điện trở cách điện của dàn pin cho biến tần dùng với dàn không nối đất và dàn nối đất chức năng.[17] IEC 62109-2 cũng có điều khoản phát hiện dòng dư của dàn pin và bảo vệ bằng giám sát dòng dư.[17] Huawei SUN2000-50KTL-M3 ghi cả "DC insulation resistance detection" và "Residual current monitoring unit" là "Yes".[4] Hai chức năng này được trình bày ở bài Giám sát điện trở cách điện và bài RCMU.
Mục 8 trình bày cách phát hiện PID và kiểm tra kết quả phục hồi.
8. Cách phát hiện PID và kiểm tra kết quả phục hồi
PID được phát hiện bằng ảnh điện phát quang (EL), ảnh nhiệt, đo công suất cực đại và so điện áp hở mạch ở hai mức bức xạ.[3][12] Các phép đo này cũng được dùng để theo dõi quá trình phục hồi.[3]
Ảnh điện phát quang (EL)
Ảnh EL của tấm pin được chụp theo IEC TS 60904-13 khi nguồn điện đặt các cell vào phân cực thuận.[19] Cell bị PID hiện tối hơn trên ảnh EL.[3] Sau phục hồi, mẫu cell tối này không còn trên ảnh EL của tấm A và tấm B.[3] Sau 10 ngày đặt điện áp DC, ảnh EL của tấm pin bị PID sáng hơn, cho thấy cell làm việc tốt hơn.[11]
Ảnh nhiệt hồng ngoại (IR)
Trên ảnh nhiệt, tấm pin bị PID có từng cell nóng hơn, phần dưới và sát khung nóng hơn phần trên và phần giữa.[12] Kiểu ảnh nhiệt này do các đường rẽ mạch lớn từ PID hoặc hiện tượng phân cực gây ra.[12]
Đường cong I-V, hệ số lấp đầy và điện trở shunt
Hệ số lấp đầy (Fill factor, FF) là thông số cùng điện áp hở mạch và dòng ngắn mạch quyết định công suất cực đại của cell.[20] Tấm pin bị PID giảm công suất và giảm hệ số lấp đầy.[12] Cách đọc đường cong I-V được trình bày ở bài Quét đường cong I-V.
Đo ở bức xạ thấp
Hiệu năng ở bức xạ thấp của tấm pin bị PID giảm nhiều hơn so với ở điều kiện chuẩn (STC).[12] Ảnh hưởng của điện trở shunt thấp đặc biệt nặng khi ánh sáng yếu.[15] Một phép thử tại Nam Phi so sánh điện áp hở mạch ở bức xạ thấp và bức xạ cao để phát hiện PID.[3]
Tấm pin nào trong chuỗi bị PID trước?
Trên ảnh EL của hệ 50 kW, các tấm pin ở vùng mang điện thế âm không phát sáng, còn tấm ở vùng điện thế dương bình thường.[6] PID gắn với lớp cell mang điện thế âm.[18] PID thường không ảnh hưởng tới mọi cell trong một tấm pin.[5]
So sánh sản lượng giữa các biến tần và các chuỗi
Trong hệ 50 kW, PID được phát hiện qua chênh lệch sản lượng và chênh lệch PR giữa hai biến tần cùng công suất.[6] Biến tần Huawei SUN2000-50KTL-M3 có chức năng giám sát lỗi chuỗi PV (PV-array string fault monitoring).[4] Chức năng này được trình bày ở bài Giám sát lỗi chuỗi PV.
Mục 9 trình bày cách đọc nhãn phục hồi PID trên datasheet biến tần và tấm pin.
9. Đọc nhãn phục hồi PID trên datasheet biến tần và tấm pin
Bảng thông số Huawei SUN2000-50KTL-M3 có dòng ghi chức năng phục hồi PID, kèm chú thích về cách đặt điện thế và loại tấm pin được hỗ trợ.[4] Phía tấm pin, phép thử PID được quy định trong IEC TS 62804-1 và trong MQT 21 của IEC 61215-2.[8][9]
Đoạn trích datasheet Huawei SUN2000-50KTL-M3
Bảng chép các dòng liên quan tới phục hồi PID trên trang thông số Huawei SUN2000-50KTL-M3.[4]
| Dòng trên datasheet[4] | Giá trị |
|---|---|
| Topology | Transformerless |
| Max. input voltage | 1.100 V |
| Integrated PID recovery | Yes |
| DC insulation resistance detection | Yes |
| Residual current monitoring unit | Yes |
Chú thích về cách biến tần đặt điện thế
Chú thích số 3 của Huawei ghi biến tần nâng điện thế giữa PV- và đất lên trên 0 nhờ chức năng phục hồi PID tích hợp.[4] Mục đích ghi trong chú thích là phục hồi suy giảm tấm pin do PID.[4]
Loại tấm pin được biến tần hỗ trợ
Chức năng phục hồi PID của Huawei SUN2000-50KTL-M3 hỗ trợ tấm loại P (đơn tinh thể, đa tinh thể) và loại N (nPERT, HIT).[4] Tấm pin TOPCon loại n chịu PID-s tốt hơn nhưng dễ bị PID-p, nhất là khi chịu điện thế dương.[13]
Phép thử PID của tấm pin theo IEC TS 62804-1 và IEC 61215-2
IEC TS 62804-1 quy định các phương pháp thử độ bền của tấm pin silic tinh thể trước ứng suất điện áp cao ngắn hạn, chủ yếu là PID.[8] Bản 2.0 năm 2025 thay thế bản 1.0 năm 2015.[8] Bản 2.0 có phép thử PID-s trong bóng tối và phép thử PID-p có ánh sáng tử ngoại.[8] Bản này còn có phép thử riêng cho mức phục hồi PID-p dưới ánh sáng tử ngoại.[8] Phương pháp thử chính của bản năm 2015 đặt tấm pin trong buồng khí hậu 96 giờ, ở ít nhất 60 °C và độ ẩm tương đối 85%.[1] Điện áp thử bằng điện áp hệ thống tối đa của tấm pin.[1] Các phương pháp này bảo đảm độ lặp lại giữa các phòng thử, không phải tiêu chí đạt hay không đạt.[1] IEC 61215-2:2021 bổ sung phép thử phát hiện PID, ký hiệu MQT 21.[9] IEC TS 62804-1 bản 2.0 không nhằm đánh giá tấm màng mỏng, tấm tandem hay tấm dị thể (heterojunction).[8]
Điện áp hệ thống và xu hướng 1500 V
Tùy loại biến tần, chênh lệch điện thế lớn giữa cell và khung có thể hình thành ở hai đầu chuỗi.[1] Vấn đề PID được dự báo tăng khi điện áp hệ thống tiến tới 1500 V.[1] Huawei SUN2000-50KTL-M3 có điện áp đầu vào tối đa 1.100 V.[4] Giới hạn này được trình bày ở bài Điện áp DC đầu vào tối đa.
Các mục trên trả lời phần lớn câu hỏi về phục hồi PID. Mục 10 gom các câu hỏi thường gặp.
10. Câu hỏi thường gặp về phục hồi PID
Q1PID recovery có làm tấm pin phục hồi hoàn toàn không?
Q2Phục hồi PID mất bao lâu?
Phục hồi PID mất thời gian khác nhau tùy cách làm.[3] Tấm p-PERC hai mặt bị PID-p phục hồi hoàn toàn trong 2 đến 7 giờ khi quay mặt sau về phía mặt trời.[2] Phân cực ngược trong phòng thử mất 120 phút, phục hồi tự nhiên trong bóng tối mất 8 tháng.[3] Hệ 50 kW ngoài trời dùng điện áp ngược 1000 V ban đêm trong khoảng 7 tháng.[6]
Q3Phục hồi PID chạy vào lúc nào trong ngày?
Q4Hộp phục hồi PID (PID box) là gì?
Q5Anti-PID và PID recovery khác nhau thế nào?
Q6Biến tần không biến áp có nối đất cực âm để chống PID được không?
Q7Tấm pin loại N có bị PID không?
Tấm pin loại N vẫn bị PID: tấm TOPCon loại n chịu PID-s tốt hơn nhưng dễ bị PID-p, nhất là khi chịu điện thế dương.[13] Tấm TOPCon trong thử nghiệm bị PID-p thuận nghịch ở mặt trước khi mạch cell mang điện thế âm.[10] Chức năng phục hồi PID của Huawei SUN2000-50KTL-M3 có hỗ trợ tấm loại N nPERT và HIT.[4]
Q8Phục hồi PID có làm hỏng tấm pin không?
Q9Làm sao biết tấm pin đã phục hồi PID?
Q10Nhiệt độ cao có giúp phục hồi PID nhanh hơn không?
Q11PID có quay lại sau khi đã phục hồi không?
11. Việt Nam Solar và danh sách cửa hàng
Việt Nam Solar là công ty cung cấp toàn bộ giải pháp điện mặt trời, phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu thiết bị. Công ty hoạt động từ năm 2018, làm tổng thầu EPC và ESCO cho các dự án điện mặt trời. Đội kỹ thuật tư vấn chọn biến tần có chức năng phục hồi PID và kiểm tra dấu hiệu PID của dàn pin trong từng dự án. Khách hàng được khảo sát tận nơi, thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh. Ba chi nhánh tại Hồ Chí Minh, Cần Thơ và Khánh Hòa trưng bày sản phẩm thật và nhận yêu cầu báo giá.
| Chi nhánh | Địa chỉ | Kho | Đường dây nóng |
|---|---|---|---|
| Trụ sở chính Hồ Chí Minh | 188 ĐHT41, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 2939 QL1A, Phường Đông Hưng Thuận, Tp. HCM | 088.60.60.660 |
| Chi nhánh Cần Thơ | 41D Mậu Thân, Phường Cái Khế, Tp. Cần Thơ | Khu vực Tràng Thọ A, Phường Trung Nhứt, Tp. Cần Thơ | 094.42.44.424 |
| Chi nhánh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | Thôn Đông Dinh, Xã Diên Khánh, Tỉnh Khánh Hòa | 081.60.60.660 |
Thông tin chi nhánh lấy theo danh sách cửa hàng của Việt Nam Solar.[21]
Tài liệu tham khảo từ nguồn quốc tế
- 1Luo, W., Khoo, Y. S., Hacke, P., Naumann, V., Lausch, D., Harvey, S. P., Singh, J. P., Chai, J., Wang, Y., Aberle, A. G., & Ramakrishna, S. (2017). Potential-induced degradation in photovoltaic modules: a critical review. Energy & Environmental Science, Royal Society of Chemistry.
- 2Molto, C., Colvin, D., Smith, R., Hacke, P., Li, F., Tamizhmani, G., Oh, J., Jahan, H., & Seigneur, H. (2026). Evidence of Polarization-Type Potential-Induced Degradation (PID-p) in the Field and Investigation of the Recovery Mechanism on Bifacial p-PERC Modules. Progress in Photovoltaics, 34(6), 718-734, accepted manuscript. U.S. Department of Energy, OSTI.
- 3Kwembur, I. M., Crozier McCleland, J. L., Vorster, F. J., & van Dyk, E. E. (2020). A case study on monitoring Potential Induced Degradation (PID) recovery in multi-crystalline modules. Proceedings of SAIP2019, South African Institute of Physics.
- 4Huawei Digital Power. (n.d.). SUN2000-50KTL-M3 Specs. Huawei Smart PV.
- 5Dhimish, M., & Badran, G. (2021). Recovery of Photovoltaic Potential-Induced Degradation Utilizing Automatic Indirect Voltage Source. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, accepted version, White Rose Research Online.
- 6Choe, H. J., Kim, G. H., Jang, D. S., Bae, S. H., Park, N. C., & O, W. U. (2017). 옥외 태양광 발전 시스템의 Potential Induced Degradation 진단 및 야간 역전압 회복 연구 (bài tiếng Hàn, tóm tắt tiếng Anh). Bulletin of the Korea Photovoltaic Society, 3(2), 42-47. KoreaScience.
- 7Lee, E. S., Jung, T. H., Go, S. H., Ju, Y. C., Chang, H. S., & Kang, G. H. (2015). PID Recovery Characteristics of Photovoltaic Modules in Various Environmental Conditions. Journal of the Korean Solar Energy Society, 35(5), 57-65. KoreaScience.
- 8International Electrotechnical Commission. (2025). IEC TS 62804-1 Ed. 2.0, Photovoltaic (PV) modules, Test methods for the detection of potential-induced degradation, Part 1: Crystalline silicon, preview. VDE Verlag.
- 9International Electrotechnical Commission. (2021). IEC 61215-2 Ed. 2.0, Terrestrial photovoltaic (PV) modules, Design qualification and type approval, Part 2: Test procedures, preview. VDE Verlag.
- 10Hacke, P., Spataru, S., Habersberger, B., & Chen, Y. (2024). Field-representative evaluation of PID-polarization in TOPCon PV modules by accelerated stress testing. Progress in Photovoltaics, 32(5), 346-355. National Renewable Energy Laboratory.
- 11Badran, G., & Dhimish, M. (2023). Potential Induced Degradation in Photovoltaic Modules: A Review of the Latest Research and Developments. Solar, 3(2), 322-346. MDPI.
- 12Köntges, M., Kurtz, S., Jahn, U., et al. (2014). Review of Failures of Photovoltaic Modules, Report IEA-PVPS T13-01:2014. International Energy Agency Photovoltaic Power Systems Programme.
- 13Lima, T. L. B., de Oliveira, F. S., Neves, M. R. M., Martinez, D. L. C., & Barros, T. A. S. (2025). Analysis of the Effect of Potential-Induced Degradation in Commercial Photovoltaic Modules with P-Type and N-Type Cells. ISES Solar World Congress 2025 Proceedings. International Solar Energy Society.
- 14Molto, C., Oh, J., Mahmood, F., Li, M., Hacke, P., Li, F., Smith, R., Colvin, D., Matam, M., DiRubio, C., Tamizhmani, G., & Seigneur, H. (2023). Review of Potential-Induced Degradation in Bifacial Photovoltaic Modules. Energy Technology, 11(4), 2200943. NREL Research Hub.
- 15Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Shunt Resistance. PVEducation.
- 16Go, S. H. (2023). Development of recovery and suppression techniques for potential-induced degradation of photovoltaic modules based on p-type c-Si solar cells, doctoral dissertation. Gifu University.
- 17International Electrotechnical Commission. (2011). IEC 62109-2 Ed. 1.0, Safety of power converters for use in photovoltaic power systems, Part 2: Particular requirements for inverters, preview. VDE Verlag.
- 18Hacke, P., Terwilliger, K., Smith, R., Glick, S., Pankow, J., Kempe, M., Kurtz, S., Bennett, I., & Kloos, M. (2011). System Voltage Potential-Induced Degradation Mechanisms in PV Modules and Methods for Test, NREL/CP-5200-50716. National Renewable Energy Laboratory.
- 19International Electrotechnical Commission. (2018). IEC TS 60904-13 Ed. 1.0, Photovoltaic devices, Part 13: Electroluminescence of photovoltaic modules, preview. VDE Verlag.
- 20Honsberg, C., & Bowden, S. (n.d.). Fill Factor. PVEducation.
- 21Việt Nam Solar. (n.d.). Danh sách cửa hàng và hệ thống chi nhánh. Công ty TNHH Việt Nam Solar.
Bài viết do đội ngũ 50 kỹ sư của Công ty TNHH Việt Nam Solar biên soạn và kiểm duyệt. Công ty hoạt động liên tục trong lĩnh vực điện mặt trời từ năm 2018, đã khảo sát, thiết kế và thi công hàng nghìn công trình trên cả nước, đồng thời là nhà phân phối chính hãng hơn 20 thương hiệu biến tần, tấm pin và pin lưu trữ. Mọi kỹ sư tham gia biên soạn đều nắm chứng chỉ hành nghề về điện và xây dựng do cơ quan quản lý Nhà nước cấp.
Việt Nam Solar hoạt động với đầy đủ tư cách pháp nhân, gồm Giấy phép hoạt động điện lực số 175/GP-SCT do Sở Công Thương cấp, Giấy phép năng lực hoạt động xây dựng HCM-00076550 công bố trên cổng thông tin Bộ Xây dựng, cùng nhãn hiệu độc quyền số 604703 do Cục Sở hữu trí tuệ cấp văn bằng bảo hộ. Công ty duy trì ba chứng nhận hệ thống quản lý còn hiệu lực gồm ISO 9001:2015, ISO 14001:2018 và ISO 45001:2018, trạng thái hiệu lực xác minh trên IAF CertSearch.
Mọi số liệu kỹ thuật, thông tin pháp lý và mốc thời gian nêu trong bài đều được đối chiếu với hồ sơ chính hãng của nhà sản xuất và văn bản pháp luật hiện hành trước khi xuất bản, để nội dung công bố có thể kiểm chứng độc lập.
