Aurinkopaneelien mikrosäröt ovat pieniä murtumia tai halkeamia, joita voi syntyä aurinkokennoihin tai aurinkopaneelin rakenteen suojakerroksiin. Vaikka nämä murtumat ovat usein mikroskooppisen pieniä ja paljaalla silmällä havaitsemattomia, niillä on ratkaiseva merkitys aurinkopaneelien kokonaissuorituskyvyn ja elinkaaren kannalta. Mikrosäröt voivat vaikuttaa aurinkopaneelin suorituskykyyn ja johtaa tehon menetykseen, huomattavasti lyhyempään käyttöikään tai jopa koko aurinkopaneelin energiantuotannon loppumiseen. Tässä artikkelissa selvitetään aurinkopaneelien mikrosäröjen syitä, niiden havaitsemista, niiden vaikutuksia ja sitä, minkä tyyppisissä aurinkopaneeleissa mikrosäröjä syntyy harvemmin.
Sisällysluettelo:
Miksi aurinkopaneeleissani on mikrohalkeamia?
Mitä vahinkoja mikrosäröt voivat aiheuttaa?
Miten mikrosäröjä tarkastetaan aurinkopaneelien asennuksen ja käytön aikana?
Valitse oikeat aurinkopaneelit mikrosäröjen vähentämiseksi
Miksi aurinkopaneeleissani on mikrosäröjä?
Mikrosäröjen syyt voivat olla moninaisia ja monitahoisia:
Valmistusvirheet:
Mikrohalkeamien syntymiseen aurinkopaneeleissa voi vaikuttaa merkittävästi valmistusprosessin virheelliset käytännöt. Riittämätön käsittely, epätarkoituksenmukainen materiaalivalinta tai puutteet laadunvalvonnassa luovat ympäristön, jossa haavoittuvuudet syntyvät. Näistä valmistusvaiheesta johtuvista haavoittuvuuksista tulee mahdollisia katalysaattoreita mikrosäröjen syntymiselle ja leviämiselle aurinkopaneelin rakenteessa. Näin ollen se korostaa, että mikrohalkeamien muodostumisriskin minimoimiseksi on kiinnitettävä erityistä huomiota yksityiskohtiin, henkilöstön asianmukaista koulutusta ja laadunvalvontaprotokollien tiukkaa noudattamista koko valmistusprosessin ajan.
Mekaaninen rasitus:
Mekaaninen rasitus on merkittävä tekijä, joka vaikuttaa mikrosäröjen muodostumiseen aurinkopaneeleissa, ja se voidaan luokitella eri vaiheisiin, kuten kuljetukseen, asennukseen ja ulkoisiin ympäristötekijöihin.
Kuljetuksen aikana mekaaninen rasitus voi vaikuttaa merkittävästi aurinkopaneeleihin, erityisesti kun on kyse pakkaus-, varastointi- ja käsittelykäytännöistä toimitusketjussa. Epäasianmukaiset pakkaus- tai varastointikäytännöt voivat altistaa aurinkopaneelit liialliselle paineelle, mikä voi johtaa mikrosäröjen muodostumiseen. Epäasianmukaiset kuljetusmenetelmät, kuten karkea käsittely tai epäasianmukainen pinoaminen, voivat altistaa aurinkopaneelit tärinälle ja iskuille, mikä aiheuttaa mekaanista rasitusta ja lisää riskiä mikrosäröjen muodostumiselle.
Siksi pakkaamiseen, varastointiin ja käsittelyyn liittyvien ongelmien ratkaiseminen on ratkaisevan tärkeää, jotta mikrohalkeamien muodostumisen mahdollisuus kuljetusvaiheessa voidaan minimoida.
Asennuksen aiheuttama mekaaninen rasitus on myös kriittinen huolenaihe aurinkopaneeleissa. Käytännöt, kuten virheellinen pinoaminen, laitteiden asettaminen paneelien päälle, vahingossa tapahtuvat kolhut ja asennukset, jotka eivät ole tasaisia, voivat luoda paikallisia painepisteitä, jotka johtavat mikrosäröjen muodostumiseen. Paneelien raahaaminen kuljetuksen aikana aiheuttaa kitkan aiheuttamaa rasitusta, ja vääränlaiset kuljetustekniikat, kuten vain yhden henkilön käyttö tai moduulin reunalla istuminen, voivat aiheuttaa epätasaisia voimia. Nämä käytännöt ovat riski aurinkopaneelien tehokkuudelle ja pitkäikäisyydelle, ja ne korostavat huolellisen käsittelyn ja asennuksen tarvetta mekaanisen rasituksen lieventämiseksi ja optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi.
Kuten alla olevasta kuvasta käy ilmi, testeissä todettiin, että hartioiden ja pään virheellinen asettaminen paneelin päälle portaita noustessa johti 1 prosentin tehonpudotukseen. Oikea tapa kantaa paneelia on tasapainottaa paino käsissä paneelin runkoa vasten.
Esimerkki aurinkopaneelin virheellisestä kantamisesta johtuvasta tehon heikkenemisestä
Aurinkopaneelin oikea kantotapa
Aurinkopaneelien pitkäaikaisen käytön aikana ulkoiset ympäristötekijät, mukaan lukien säästä johtuvat rasitukset, kuten tuuli, raekuurot ja äärimmäiset lämpötilanvaihtelut, vaikuttavat merkittävästi aurinkopaneelien mekaaniseen rasitukseen. Kun nämä ympäristöön liittyvät rasitustekijät jatkuvat ajan mittaan, ne voivat edistää mikrohalkeamien kumulatiivista kehittymistä. Siksi kattava lähestymistapa aurinkopaneelien mikrosäröjen muodostumisriskin minimoimiseksi edellyttää mekaanisen rasituksen ymmärtämistä ja lieventämistä eri vaiheissa, kuljetuksesta, asennuksesta ja käytöstä lähtien. Aurinkopaneelien yleistä luotettavuutta ja suorituskykyä voidaan parantaa käsittelemällä sekä sisäisiä käsittelykäytäntöjä että ulkoisia ympäristötekijöitä.
Lämpökierto:
Lämpötilan päivittäisistä ja kausittaisista vaihteluista johtuva lämpötilan vaihtelu on keskeinen tekijä, joka vaikuttaa aurinkopaneelien mikrosäröjen syntymiseen. Aurinkopaneeleissa olevien materiaalien jatkuva laajeneminen ja supistuminen, johon vaikuttavat vaihteleva auringonvalo ja vaihtelevat sääolosuhteet, luovat olosuhteet, jotka ovat suotuisat mikrosäröjen syntymiselle ja leviämiselle pitkien altistusjaksojen aikana. Lämpösyklien aiheuttama toistuva rasitus korostaa, että lämpötilan vaihtelut on tärkeää ottaa huomioon aurinkopaneelien suunnittelussa, valmistuksessa ja asennuksessa niiden kestävyyden ja pitkäikäisyyden parantamiseksi.
Mitä vaurioita mikrosäröt voivat aiheuttaa?
Lisääntynyt kestävyys ja lämpövauriot: Mikrosäröt voivat aiheuttaa sähkövastuksen nousua, mikä nostaa lämpötiloja ja aiheuttaa kuumia kohtia. Tämä lämpövaurioiden lisääntyminen edistää edelleen vaurioituneen aurinkokennon yleistä heikkenemistä. Tietyissä tapauksissa mikrosäröt voivat levitä ja johtaa siihen, että merkittävä alue yksittäisessä kennossa eristetään piiristä. Tämä eristäminen voi johtaa käänteiseen vinoutumiseen, mikä aiheuttaa kohonneita lämpötiloja kennon kytketyssä osassa. Lämpötilojen noustessa on olemassa vaara pysyvien vaurioiden aiheuttamisesta, mikä ei ainoastaan vähennä energiantuotantoa vaan ääritapauksissa voi johtaa katastrofaaliseen vikaantumiseen, kuten lasin rikkoutumiseen tai valitettavissa tapauksissa tulipaloon, joka johtuu käänteisessä etusuuntauksessa olevan kennon tuottamasta voimakkaasta lämmöstä.
Vähentynyt teho: Lisääntynyt sähkövastus johtaa sähköntuotannon vähenemiseen, jolloin aurinkopaneelin kokonaishyötysuhde heikkenee.
Säröjen leviäminen ja moduulin vikaantuminen: Jos mikrosäröt pitenevät, ne voivat kehittyä suuremmiksi säröiksi, jolloin koko moduulin energiantuotanto voi pysähtyä tai loppua. Tämä johtaa siihen, että moduuli on vaihdettava, ja vaikuttaa merkittävästi aurinkopaneelin kokonaiselinikään.
Näiden haitallisten vaikutusten lieventämiseksi varhainen havaitseminen säännöllisillä tarkastuksilla on olennaisen tärkeää. Kuten aiemmin mainittiin, voidaan käyttää erilaisia menetelmiä mikrosäröjen tunnistamiseksi ja korjaamiseksi nopeasti, mikä takaa aurinkopaneelien kestävän suorituskyvyn ja pitkäikäisyyden.
Miten mikrosäröjä tarkastetaan aurinkopaneelien asennuksen ja käytön aikana?
Aurinkopaneelien mikrohalkeamien havaitseminen on keskeinen prosessi, joka on välttämätön optimaalisen suorituskyvyn ja pitkän käyttöiän varmistamiseksi. Erilaiset tarkastusmenetelmät soveltuvat erilaisiin tilanteisiin sekä asennus- että käyttövaiheessa:
EL (sähköluminesenssi):
Elektroluminesenssi (EL) toimii periaatteella, jonka mukaan valo syntyy, kun materiaaliin kohdistetaan sähkövirta. Aurinkokennojen alalla EL:ää käytetään sellaisten vikojen visualisointiin ja tunnistamiseen, jotka eivät ole helposti nähtävissä vaihtoehtoisilla menetelmillä. EL-testi osoittautuu erityisen tehokkaaksi aurinkokennojen mikrosäröjen, rikkinäisten kennojen ja muiden sisäisten vikojen havaitsemisessa. Menetelmä tarjoaa suoraa tietoa kennojen rakenteellisesta eheydestä ja paljastaa piilossa olevat ongelmat, jotka eivät ehkä havaita muilla testausmenetelmillä.
ELCD-menetelmässä käytetään elektroluminesenssiä aurinkopaneelien mikrosäröjen tehokkaaseen havaitsemiseen. Sähkövirran kytkeminen aktivoi elektroluminesenssimateriaalit, jotka tuottavat näkyvää valoa, joka muuttuu mikrosäröissä, jolloin ne ovat visuaalisesti havaittavissa. Tämä rikkomukseton menetelmä on ratkaisevan tärkeä laadunvalvonnassa valmistuksen aikana ja ennaltaehkäisevässä kunnossapidossa kentällä. Toisin kuin perinteinen elektroluminesenssi (EL), ELCD on suunniteltu erityisesti mikrohalkeamien havaitsemiseen, ja se tarjoaa paremman tarkkuuden näiden pienien rakenteellisten vikojen paikallistamisessa ja visualisoinnissa. ELCD:n spesifisyys tekee siitä arvokkaan työkalun, jolla varmistetaan aurinkopaneeliasennusten luotettavuus ja tehokkuus puuttumalla ongelmiin, jotka saattavat jäädä huomaamatta muilla testausmenetelmillä.
Näiden kahden tavan lisäksi on olemassa useita muita menetelmiä:
Fotoluminesenssikuvaus:
Fotoluminesenssikuvaus, jota on parasta käyttää asennuksen ja käytön aikana, tunnistaa aurinkosähköisen muuntotehokkuuteen vaikuttavat mikrosäröt. Tämä tekniikka voidaan integroida saumattomasti säännöllisiin huoltorutiineihin jatkuvan tehokkuuden ylläpitämiseksi.
Infrapunakuvaus:
Infrapunakuvaus (IR) toimii kuvaamalla kohteen lähettämää lämpösäteilyä, jolloin voidaan tunnistaa lämpötilan vaihtelut, jotka viittaavat vikoihin tai epäsäännöllisyyksiin. Erityisesti aurinkokennoissa IR-kuvausta käytetään laajalti lämpötarkastuksissa ylikuumenemisen havaitsemiseksi, viallisten komponenttien tunnistamiseksi ja epäsäännöllisyyksien havaitsemiseksi sekä aurinkokennoissa että aurinkosähkömoduuleissa. Tämä tekniikka on erityisen tehokas tunnistamaan sähköliitäntöihin liittyviä ongelmia, kuten löysät tai vaurioituneet johdot.
Silmämääräinen tarkastus ja mikroskooppinen tutkimus:
Silmämääräinen tarkastus ja mikroskooppinen tutkimus, joita voidaan soveltaa eniten asennuksen ja rutiinihuollon aikana, edellyttävät suoraa havainnointia ja yksityiskohtaista rakenteiden tarkastelua. Tämä käytännönläheinen lähestymistapa tunnistaa tehokkaasti aurinkopaneelien pinnoilla olevat näkyvät halkeamat.
Käytännössä ammattilaiset voivat käyttää näitä tarkastusmenetelmiä yksitellen tai yhdistelminä aurinkopaneelijärjestelmän erityisvaatimusten ja -olosuhteiden mukaan. Koulutettuja asiantuntijoita on ehdottomasti käytettävä, etenkin kun käytetään kehittyneitä teknisiä laitteita, jotta mikrosäröjen tarkka havaitseminen ja analysointi voidaan varmistaa. Säännöllinen seuranta ja kokonaisvaltainen lähestymistapa edistävät merkittävästi aurinkoenergiajärjestelmän yleistä luotettavuutta ja pitkäikäisyyttä.
Valitse oikeat aurinkopaneelit mikrosäröjen vähentämiseksi
Aurinkopaneelien alalla mikrosäröjen hallinta on ratkaisevan tärkeää järjestelmän luotettavuuden ja suorituskyvyn varmistamiseksi. Vaikka mikrohalkeamat ovat yleinen haaste, innovatiiviset teknologiat, kuten IBC-teknologia ja HJT-teknologia, ovat vähentäneet merkittävästi mikrohalkeamien vaikutusta suorituskykyyn, ja niiden mikrohalkeamien kestävyyden edut on eritelty seuraavissa kohdissa:
HJT-aurinkopaneelit:
N-tyyppinen yksikiteinen pii substraatti:
HJT:n aurinkokennoissa käytetään N-tyypin yksikiteistä piialustaa, joka tunnetaan korkeasta puhtaudesta ja tasalaatuisuudesta. Monokiteiseen piiin verrattuna yksikiteinen rakenne on tiiviimpi ja tasaisempi, mikä auttaa vähentämään jännityskeskittymien aiheuttamia mikrosäröjä.
Doppaamaton amorfinen piikerros (i-a-Si:H)
Yksikiteisen piisubstraatin päälle kerrostetaan seostamatonta amorfista piitä, joka toimii "puskurikerroksena". Tämä kerros lisää elastisuutta ja suojaa kennoa, kun siihen kohdistuu fyysistä rasitusta, kuten taivutusta tai painetta kuljetuksen ja asennuksen aikana. Tämä auttaa lieventämään substraattiin kohdistuvaa rasitusta ja vähentää siten mikrosäröjen muodostumista.
Täydellinen puolikennon käsittelymenetelmä:
HJT-aurinkopaneeleissa käytetään ainutlaatuista täydellistä puolikennon käsittelytekniikkaa, jolla vältetään kokonaan aurinkokennojen leikkausvauriot. Tämä innovatiivinen lähestymistapa minimoi merkittävästi mikrosäröjen vaikutusta aurinkopaneeleihin ja puuttuu ennakoivasti mahdollisiin vahinkoihin valmistus- ja käsittelyprosessien aikana.
Alhaisempi valmistuslämpötila:
Perinteisiin kiteisen piin aurinkokennoihin verrattuna HJT-kennot valmistetaan alhaisemmissa lämpötiloissa. Tämä alhaisempi käsittelylämpötila tarkoittaa, että materiaaleihin kohdistuu vähemmän lämpörasitusta valmistuksen aikana, mikä auttaa vähentämään mikrosäröjen muodostumista.
Optimoitu kokonaisrakenne:
HJT-kennojen kokonaisrakenne optimoidaan suunnittelun ja valmistuksen aikana, jotta ne kestävät paremmin fyysistä rasitusta. Esimerkiksi kennojen reunat ja kulmat on suunniteltu sileämmiksi, mikä vähentää jännityskeskittymiä.
Ultra-Multi-väyläkiskosuunnittelu:
HJT-paneeleissa on kapeammat väyläkiskot, jotka vähentävät käytetyn hopeapastan määrää ja näin ollen pienentävät varjostusvaikutuksia sekä lyhentävät virransiirtoetäisyyksiä. Tämä muotoilu ei ainoastaan paranna paneelien sähköistä suorituskykyä, vaan myös minimoi mikrohalkeamien, vaurioituneiden kiskojen ja murtumien aiheuttamat virtahäviöt, mikä parantaa entisestään paneelin luotettavuutta ja käyttöikää.
Parannettu mekaaninen lujuus:
Edellä mainitut erilaiset suunnittelun ja valmistuksen optimoinnit parantavat HJT-aurinkokennojen yleistä mekaanista lujuutta. Lisääntynyt lujuus auttaa säilyttämään kennojen eheyden kuljetuksen ja asennuksen aikana ja vähentää mikrosäröjen riskiä.
Maysun Solar hyödyntää heterojunction-teknologian (HJT) vertaansa vailla olevia etuja, minkä ansiosta HJT-aurinkopaneelimme edistävät merkittävästi aurinkoenergian tuotantoa. Nämä paneelit eivät ainoastaan saavuta kvanttihyppäystä hyötysuhteessa, vaan ne myös parantavat huomattavasti mikrosäröjen kestävyyttä.
IBC-aurinkopaneelit:
IBC-aurinkopaneelit: IBC-aurinkopaneeleilla on merkittävä etu säänkestävyydessä. IBC-aurinkopaneeleihin sisältyvä innovatiivinen All Back Contact -suunnittelu estää vetovaurioita ja irtoamista, jotka johtuvat etuhitsausnauhan lämpölaajenemisesta ja supistumisesta kovassa lämpötilakuormituksessa. Tämä suunnitteluominaisuus takaa aurinkopaneelien tasaisen ja vakaan sähköntuotannon ja lieventää lämpövaihtelujen haitallisia vaikutuksia paneelin eheyteen.
Maysun Solarin uusimman sukupolven Interdigitated Back Contact (IBC) -aurinkopaneeleissa yhdistyvät saumattomasti mikrohalkeamien kestävyys, korkea hyötysuhde, esteettisyys ja pidempi käyttöikä. Maysun Solarin IBC-aurinkopaneelien valitseminen on järkevä päätös henkilöille, jotka haluavat maksimoida sekä tehokkuuden että suorituskyvyn. Alla olevassa kuvassa näkyy IBC 430W Full Black -aurinkopaneelit, jotka saksalainen Maysun Solar -asiakas on asentanut katolleen. Lisätietoja saat klikkaamalla alla olevaa painiketta.
Maysun Solar on erikoistunut korkealaatuisten aurinkosähkömoduulien valmistukseen vuodesta 2008 lähtien. Valitse laajasta valikoimastamme kokomustia, mustakehyksisiä, hopeisia ja lasilasisia aurinkopaneeleja, joissa hyödynnetään puolileikattua, MBB-, IBC-, HJT- ja Shingled-tekniikkaa. Nämä paneelit tarjoavat ylivoimaisen suorituskyvyn ja tyylikkään muotoilun, joka sulautuu saumattomasti mihin tahansa rakennukseen. Maysun Solar on menestyksekkäästi perustanut toimistoja, varastoja ja pitkäaikaisia suhteita erinomaisten asentajien kanssa lukuisissa maissa! Ota meihin yhteyttä, jos haluat viimeisimmät moduulitarjoukset tai mitä tahansa aurinkosähköön liittyvää tiedustelua. Autamme sinua mielellämme.
Viite:
Chang, T. (2023, July 31). How microcracks damage solar panels - WINAICO Australia. WINAICO Australia. https://www.winaico.com.au/blog/what-cause-microcracks
RenewSys India. (2023, February 3). Micro cracks in solar modules: Causes, detection and prevention. renewsysworld. https://www.renewsysworld.com/post/micro-cracks-in-solar-modules-causes-detection-and-prevention
Saatat myös pitää:
