Il PID (Potential Induced Degradation) è un fenomeno che può influenzare le prestazioni dei moduli fotovoltaici, causando una riduzione significativa della loro efficienza e produzione di energia nel tempo. Questo fenomeno è principalmente legato a una differenza di potenziale elettrico tra le celle fotovoltaiche e la messa a terra del modulo, che può causare il degrado delle proprietà elettriche del modulo stesso. Tale effetto indesiderato, se non individuato tempestivamente, può portare a malfunzionamenti, perdita di potenza e efficienza del modulo e danneggiamenti permanenti che possono potenzialmente rendere inutilizzabile il modulo. Che cos'è il PID e quali sono le cause? Il PID è un fenomeno di degrado che riguarda il potenziale dei moduli solari fotovoltaici. Quando i moduli fotovoltaici presentano un potenziale negativo rispetto alla terra, si crea una tensione elevata tra le celle del modulo e la cornice, la quale viene collegata a terra per motivi di sicurezza. Questa differenza di potenziale attrae gli elettroni dei materiali impiegati nei moduli FV, causando una scarica attraverso la cornice e successivamente a terra. Tale migrazione dei portatori di carica comporta un degrado dell’effetto fotovoltaico; infatti, gli elettroni che tenderanno a disperdersi verso terra generano una piccola corrente di dispersione. Questo fenomeno indebolisce le celle in silicio e riduce notevolmente il rendimento complessivo del modulo fotovoltaico, compromettendo di conseguenza l'efficienza dell'intero impianto di produzione. Le cause che generano l'effetto PID sono diverse, ma possono essere suddivise nei tre livelli caratterizzanti un impianto FV: Livello di cella: il fenomeno può essere innescato dalla tendenza a polarizzarsi dello strato antiriflettente presente nelle celle, oppure da bassi livelli di drogaggio o la presenza di difetti nel reticolo cristallino; Livello di modulo: Le proprietà dielettriche dell'incapsulante e la sua scarsa resistenza alla permeazione delle molecole d'acqua possono attivare e accelerare il degrado; Livello di sistema: il livello di tensione a cui il modulo si trova rispetto a terra e le correnti di dispersione indotte sono sicuramente la causa principale dell'insorgenza di questo fenomeno. Oltre a questo, bisogna tenere in considerazione gli aspetti legati all'ambiente circostante, infatti fattori come alta umidità e salinità possono accelerare il processo di PID. Anche le alte temperature possono concorrere alla nascita del PID in quanto favoriscono l'assorbimento delle molecole d'acqua incrementando la permeabilità dell'incapsulante e favorendo le correnti di dispersione. Effetti del PID e come scongiurarli: Il PID comporta principalmente due tipi di degrado: Elettrocorrosione dello strato trasparente (TCO): reazione elettrochimica tra l'umidità e il sodio presente nel vetro di copertura che genera una corrosione che degrada il TCO facendogli perdere le sue proprietà conduttrici e riducendo l'efficienza del modulo. Tale degrado è irreversibile e non ha soluzione se non quella di cambiare tecnologia nella costruzione dei pannelli. Polarizzazione della cella: nelle celle cristalline di silicio standard, con silicio drogato di tipo 'p', si può verificare un accumulo di cariche positive sulla parte superiore della cella. Ciò può causare la dispersione delle cariche negative attraverso il materiale di incapsulamento, lungo il telaio e persino attraverso il vetro anteriore. Nel caso di silicio sottoposto a drogaggio di tipo 'n', si accumulano cariche negative sulla superficie, mentre quelle positive vengono scaricate. Questo fenomeno può portare a un deterioramento e una perdita di potenza fino al 70% in pochi anni. Tale effetto tuttavia può essere annullato invertendo la polarità. Per cercare di prevenire e mitigare il fenomeno del Potential Induced Degradation è possibile intervenire sui seguenti aspetti: Progettazione: Utilizzare materiali e tecniche di progettazione che minimizzino la differenza di potenziale tra le celle e la messa a terra. Ad esempio, scegliere incapsulanti resistenti alla migrazione di ioni. Messa a Terra Adeguata: Garantire una corretta messa a terra dei moduli fotovoltaici per ridurre la differenza di potenziale. Tecnologie Anti-PID: Alcuni produttori stanno sviluppando tecnologie specifiche anti-PID, come rivestimenti speciali, trattamenti delle superfici dei moduli e vetri di elevata qualità al quarzo che per loro natura contengono concentrazioni di sodio. Manutenzione e Monitoraggio: Eseguire una manutenzione regolare e monitorare le prestazioni dei moduli per rilevare e mitigare tempestivamente i primi segni di PID. Tale fenomeno infatti può essere riconosciuto tramite test elettrici specifici che misurano la perdita di potenza e attraverso l'analisi termografica, che può evidenziare le differenze di temperatura causate dalla degradazione delle celle.