dlaczego testowanie EL modułów fotowoltaicznych jest ważne?

1. co to jest badanie elektroluminescencji(el)?
gdy prąd przepływa przez ogniwa fotowoltaiczne, następuje emisja światła. zjawisko to nazywa się elektroluminescencją(el). testowanie modułów z wykorzystaniem tego zjawiska może wykryć ukryte defekty w strukturze ogniw PV. metoda ta sprawia, że rozkład prądu widoczny w moduł fotowoltaiczny słoneczny i pomaga wykryć defekty.

za pomocą testu EL, producent fotowoltaiki może ocenić jakość strukturalną ogniw fotowoltaicznych lub wszelkie inne defekty powstałe podczas obsługi.

wady, które można znaleźć w EL, są podane poniżej:

• mikropęknięcia
• pęknięcia komórek
• wady lutownicze
• wady pid
• awaria diody
• martwa komórka
• zadrapania na podkładkach
• wady waflowe

2. defekty i wpływ defektów w module zidentyfikowanym przez EL image
krótki opis ważnych defektów EL, które mogą prowadzić do awarii działania, podano poniżej

a) mikropęknięcia
mikropęknięcia mogą powodować separację elektryczną, powodującą nieaktywną część ogniwa. określenie strat mocy spowodowanej przez mikropęknięcia jest trudne. może mieć różny lub żaden efekt. mikropęknięcia w waflach krzemowych to drobne pęknięcia, które pojawiają się w wyniku uszkodzenia podczas produkcji, transportu, instalacji, lub eksploatacji.

jak zapobiegać mikropęknięciom
aby zapobiec mikropęknięciom słonecznym, należy uwzględnić trzy obszary, a mianowicie produkcję, transport, i środowisko. Producent paneli słonecznych musi uwzględnić ten obszar zapobiegawczy.

dostawca powinien posiadać:

• dobrze zdefiniowany łańcuch dostaw
• procedura testowa, która zapewnia, że każdy moduł otrzymuje testy EL
• silna reputacja

jak powstają mikropęknięcia?
główną przyczyną mikropęknięć są wady produkcyjne., jednak, istnieją również naturalne przyczyny środowiskowe, które powodują mikropęknięcia,, takie jak:

• cykl termiczny (zmiana temperatury między nocą a dniem)
• wilgotność i zamarzanie
• cykliczne (lub dynamiczne) obciążenia ciśnieniowe i obciążenie wiatrem
• obfite opady śniegu
• grad

mikropęknięcia mogą wystąpić również podczas instalacji, z różnych powodów,, takich jak:

• wchodzenie na moduły lub opieranie innego sprzętu na modułach
• wpadając lub upuszczając moduły podczas podnoszenia ich na dach
• montaż na niepłaskiej powierzchni,, co może spowodować skręcenie ramy montażowej i naprężenie modułu;

rysunek 1: przykładowy moduł z wieloma mikropęknięciami

b) czym są pęknięcia komórek?
pęknięcia komórek powodują izolację obszaru komórek . pęknięcia komórek wydają się być poważniejsze ,, ponieważ prąd nie przepływa przez ten obszar ,, co może powodować gorące punkty lub rozpraszanie ciepła ., gdy prąd przepływa przez nie hotspoty , podgrzewa panel fotowoltaiczny i zaczyna go uszkadzać ., dlatego konieczne jest zidentyfikowanie tych hotspotów, zanim całkowicie uszkodzą panel .

rysunek 2: przykładowy moduł z pęknięciem komórki

c) wady lutownicze
gdy temperatura podczas procesu lutowania nie jest wystarczająco wysoka, następuje lutowanie na zimno. lutowanie na zimno zakłóca połączenie między taśmą ogniwa a wypustką ogniwa, uniemożliwiając przepływ prądu i powodując utratę mocy produkcja.

ze względu na jego znaczenie, producenci modułów fotowoltaicznych często przeprowadzają testy EL dwukrotnie podczas procesu produkcyjnego.

pozostawione bez zaznaczenia , lutowanie na zimno może przekształcić się w gorące punkty , obniżając moc modułu i powodując ryzyko pożaru .

rysunek 3: przykładowy moduł z wadami lutowania

d) awaria diody bocznikującej
gdy dioda bocznikująca ulegnie awarii podczas działania modułu ,, jeden z trzech ciągów ogniw jest normalnie wyłączony ., wynikiem jest zmniejszenie mocy wyjściowej o jedną trzecią . w ramach krzywej wydajności ciągu , przy dobrych warunkach promieniowania, często występuje spadek wydajności tej wielkości i w wielu modułach. niezbędnym interfejsem do odprowadzania elektryczności na zewnątrz jest skrzynka przyłączeniowa z tyłu panelu słonecznego.

rysunek 4: przykładowy moduł z awarią diody

diody obejściowe wewnątrz obudowy skrzynki przyłączeniowej mogą ulec zwarciu i przepalić się, jeśli woda lub kurz dostaną się do obudowy .

spalona dioda bocznikująca lub złącze może spowodować, że panel stanie się obwodem otwartym, uniemożliwiając przekazywanie energii dalej. awarię diody bocznikowej można wykryć za pomocą EL. moduły te należy natychmiast wymienić, aby uniknąć połączenia - spalanie skrzynkowe lub utrata wydajności energetycznej w zakładzie .

e) degradacja indukowana potencjałem (pid)
panele słoneczne są zwykle łączone w długie szeregi, aby generować wysokie napięcie systemu , często przekraczające 1000 V ,, które jest wykorzystywane do zasilania falowników słonecznych .

rysunek 5: przykładowy moduł z pid

duża różnica napięć między uziemionymi ramami a ogniwami słonecznymi może być zbyt duża dla ogniw słonecznych o niskiej jakości, powodując ich awarię. te wady można zidentyfikować za pomocą obrazowania EL.

f) martwe komórki
martwe komórki występują, gdy dana komórka przestaje przewodzić prąd . martwe komórki mogą być spowodowane naprężeniem mechanicznym ,, które mogło wcześniej spowodować pęknięcie komórki w tym obszarze .

rysunek 6: moduł próbki z martwą komórką

3. kiedy należy sprawdzić moduł pod kątem el?
teraz, gdy ktoś jest świadomy wad, ważne jest, aby wiedzieć, kiedy moduł zostanie sprawdzony pod kątem el.

a) podczas produkcji , w celu sprawdzenia jakości ogniw i modułu , oraz wymiany w razie potrzeby

dlaczego to jest ważne?

• pomoże to producentom zidentyfikować wady już na pierwszym etapie i uniknąć przyszłych strat z powodu odrzucenia partii lub roszczeń gwarancyjnych.
• korzyści dla producenta: uniknięcie odrzucenia dostaw partii

b) inspekcja strony trzeciej za pomocą przenośnego EL przed wysyłką.
zapobiegnie to wysyłaniu modułów o złej jakości i odrzuci partie, zanim dotrą do pola.

dlaczego to jest ważne?

• da to właścicielom aktywów pewność, że dostarczane moduły są dobrej jakości i można uniknąć przyszłych problemów związanych z wymianą modułów z powodu wad produkcyjnych.
• korzyści dla właścicieli aktywów: unikaj odrzucania partii lub modułów

c) przedinstalacyjny test EL:
aby sprawdzić uszkodzenia transportowe i transportowe., jak wiemy, transport po indyjskich drogach może być prawdziwą kolejką górską., ponieważ moduły słoneczne są wykonane z ogniw o wielkości do 100-500 µm,, jeśli moduły nie są prawidłowo obsługiwane podczas transportu lub moduły nie są prawidłowo transportowane może to spowodować mikropęknięcia lub pęknięcia. możliwe jest również, że wózek transportowy może ulec wypadkowi na drodze transportu, w takim stanie istnieje duże ryzyko zepsutych i uszkodzonych modułów.

dlaczego to jest ważne?

• ubiegać się o ubezpieczenie transportowe i wymienić uszkodzone moduły.

d) po instalacji test EL:
obsługa na miejscu może spowodować awarie modułów podczas instalacji., jeśli moduły nie są prawidłowo obsługiwane podczas mocowania lub transportu w obrębie lokalizacji, może to spowodować mikropęknięcia lub uszkodzenia ramy modułu. moduły mogą również zostać przypadkowo upuszczone podczas ruchu w witrynie . mogą one powodować pęknięcia lub mikropęknięcia, a nawet złamania modułów. te wady można zidentyfikować na podstawie el.

dlaczego to jest ważne?

• Wykonawca epc może zostać pociągnięty do odpowiedzialności za uszkodzenia, a moduły mogą zostać wymienione

e) w celu ubiegania się o ubezpieczenie od klęsk żywiołowych, takich jak gradobicie ,, cyklony , ulewne deszcze ,, powodzie itp. . koszt badań EL pokrywany jest z ubezpieczenia ,, co pozwala uchronić się przed przyszłymi stratami w wyniku tego zdarzenia. podczas oczekiwania na wystąpienie utraty zasilania lub gorących punktów spowodowanych przez mikropęknięcia w modułach,, albo mikropęknięte moduły zostaną wymienione, albo pieniądze zostaną zatrzymane w depozycie.

co najważniejsze, bez danych z testów EL, niemożliwe byłoby późniejsze zgłoszenie mikropękniętych modułów fotowoltaicznych, gdy utrata zasilania lub gorące łatki staną się widoczne. okno możliwości dla właścicieli aktywów, którzy czekają kilka lat po incydencie zaistniałe zamknięcia: polisy ubezpieczeniowe określają konkretne ramy czasowe zgłaszania szkód spowodowanych zdarzeniami siły wyższej.

f) przed zakupem aktywów, przed podpisaniem umowy O&M, oraz dla pożyczkodawców przed wypłatą

• wiedząc, że wydajność zakładu jest ważna., EL może pomóc w identyfikacji wad i ochronie nowych właścicieli przed potencjalną utratą dochodów..
• Wykonawca O&M zawsze może ograniczyć ryzyko, znając stan zakładu i modułu oraz odpowiednio licytując PR,, aby uniknąć utraty wydajności LD, spowodowanej czynnikiem, który nie jest pod ich kontrolą,.
• dla pożyczkodawców, ważne jest, aby znać stan modułu przed inwestycją., dlatego obraz modułu EL może przewidzieć aktualną jakość modułów w witrynie.

4. wpływ wad, jeśli nie zostaną wykryte?
wiadomo, że moc panelu słonecznego spada wraz ze wzrostem temperatury . pęknięcie w module spowodowało rozproszenie mocy w obszarze nieaktywnego ogniwa ,, ponieważ ogranicza przepływ prądu przez obszar nieaktywny, powodując tym samym wyższą temperaturę przy dotknięty obszar . w klimacie indyjskim, gdzie temperatura modułu waha się średnio od 35 stopni do 45 stopni Celsjusza , wyższa temperatura w obszarze nieaktywnym spowoduje dalsze zmniejszenie wydajności .

rozważmy następujący możliwy scenariusz instalacji 100 MW z 350 wp z 285714 panelami w terenie.

• scenariusz A: degradacja 5% panelu wynosi 1.18% zamiast 0.7% z powodu nieaktywnego obszaru w komórkach (martwa komórka)
• scenariusz B: degradacja 10% panelu wynosi 0.9% zamiast 0.7% z powodu pęknięć lub obszaru nieaktywnego z powodu wad lutowania.
• scenariusz C: 10% paneli jest dotkniętych PID z około 5% degradacją zamiast 0.7%
• w powyższym scenariuszu, elektrownia o mocy 100 MW wyprodukuje tylko 99.51 MW, jeśli kilka usterek EL pozostanie niezauważonych.
• nastąpiłaby strata w wysokości 8.48 lakh strat na jednostkę w ciągu roku, co może kosztować około rs 40 lakh strat rocznie.
• w przypadku wykrycia powyższych wad, można ubiegać się o rękojmię, na podstawie wad, i uwzględnić wady w obliczeniach uzysku energii w celu zminimalizowania utraty gwarancji PR.
• jeśli wady nie zostaną zidentyfikowane, może to spowodować dalsze uszkodzenia paneli, a straty mogą rosnąć z każdym rokiem.

5. Wniosek
w tej pracy, rodzaje defektów w a moduł słoneczny , omówiono wymóg testu EL, i omówiono wpływ testu EL, jeśli nie został on wykonany. opisano, że pęknięcia, mikropęknięcia, martwe komórki mogą powodować powstawanie gorących punktów w module, które może dalej degradować moduł i może ograniczać przedwczesne starzenie się elektrowni słonecznych. w tym artykule opisano, jaki jest potencjalny zysk z przeprowadzenia testu EL na różnych etapach cyklu życia modułu i podano krótki opis ze wszystkimi perspektywami . omówiono wpływ na utratę energii z powodu niewykrytej awarii EL .