Solè PV Modil fot ak echèk

Sous: ee.co.za

Se modèn ekipman PV solè ki fèt pou operasyon serye sou tout lavi a nan pwodwi an. Malgre sa a domaj manifakti ak echèk twò bonè toujou rive ki kapab afekte pèfòmans nan yon pwodwi.

Fyabilite ak bon jan kalite yo fèt ak bati nan modèn ekipman PV solè. Teknik pwodiksyon an mas, menm si kontwole, ak kontwòl kalite pòv ka toujou entwodwi domaj manifakti nan pwodwi a, ak enstalasyon jaden kòm byen ke transpò ka lakòz domaj, tout nan yo ki ka diminye validite a nan pwodwi yo.

Yon faktè kle nan diminye depans yo nan sistèm fotovoltaik se ogmante fyab la ak sèvis lavi tan an nan modil yo PV. Statistik jodi a yo montre pousantaj degradasyon nan pouvwa a rated pou kristalin silisyòm modil PV nan 0,8% / ane [1]. Malgre ke pwodwi modèn yo fèt yo fè pou sèvi ak pi wo materyèl bon jan kalite ak fabrike mekanize, te konpetisyon pri a nan materyèl mens ak mwens ke yo te itilize nan envantè de panno. Anplis de sa, gen prèv ki montre gen kèk manifakti yo retounen nan lè l sèvi avèk pi ba materyèl bon jan kalite a pi ba pri.

Premature echèk nan panno ka gen yon gwo enplikasyon finansye pou enstalasyon PV, kòm pi gwo pri sik lavi a se kapital la. Yon fay modil PV se yon efè ki swa degrad pouvwa a modil ki pa ranvèse pa operasyon nòmal oswa kreye yon pwoblèm sekirite.

Yon pwoblèm piman kosmetik ki gen ni nan konsekans sa yo pa konsidere kòm yon echèk modil PV. Yon echèk modil PV enpòtan pou garanti a lè li rive anba kondisyon modil la nòmalman eksperyans [1].

Tipikman echèk nan pwodwi yo divize an twa kategori sa yo:

• Echèk tibebe

• Echèk Midlife

• Mete-soti echèk

Fig. 1 montre egzanp pou twa kalite tip echèk sa yo pou modil PV. Anplis modil sa yo echèk, anpil modil PV montre limyè-pwovoke degradasyon pouvwa (LID) imedyatman apre enstalasyon. Bouchon an se yon kalite echèk ki fèt kanmèm ak pouvwa rated enprime sou etikèt la modil PV a anjeneral ajiste pa espere estanda pèt la pouvwa satire akòz echèk sa a.

Fig. 1: Twa senaryo tipik echèk pou wafer ki baze sou modil fotovoltaik cristalline [1].

LID: Limyè endike degradasyon
PID: potansyèl degradasyon pwovoke
EVA: Ethylene vinil acetate
J-bwat: bwat Junction

Erè ak echèk ensidan

Etid an detay nan echèk nan sèvis sou tout lavi sa a ki nan panno yo pa disponib kòm pi fò enstalasyon yo ki resan yo, ak Swèd yo ezite lage figi sa yo. Rapò etid mòtalite tibebe yo, sètadi echèk sou enstalasyon, bay figi ant 1 ak 2% nan tout panno enstale [3]. Plizyè etid simulation ak vi akselere yo te eskize, men sou yon kantite limite nan panno yo.

BP Solè te rapòte yon pousantaj echèk nan 0,13% sou yon peryòd uit ane pou Solarex panno c-Si ak Sandia Laboratwa Nasyonal la te prevwa yon pousantaj echèk nan 0,05% annum ki baze sou done jaden [4]. Sepandan sa yo se kout tèm figi lavi bonè epi pa gen okenn figi sou echèk lavi an reta pou enstalasyon gwo echèl ki disponib.

Gwo domaj ak echèk

Echèk ka divize an pèfòmans ak sekirite ki gen rapò ak echèk kalite. Echèk ki gen rapò ak sekirite kapab lakòz domaj sou pwopriyete oswa aksidan nan pèsonèl yo. Pèfòmans ki gen rapò ak echèk rezilta nan yon pèt oswa gout nan pouvwa pwodiksyon.

Domaj yo rive nan domèn sa yo:

• Gato yo oswa selil yo nan pwodwi PV cristalline

• Enkapsilasyon an

• Baz vè a

• Entèn fil elektrik

• Ankadreman ak ekipman

• Kouch amorphe yo nan amorphe PV

Wafer oswa fot selil yo

Deteryorasyon efikasite selil la nòmal nan lavi selil la epi yo pa konsidere li tankou yon fay oswa echèk sof si pousantaj degradasyon depase limit nòmal yo. Majorite fo wa oswa selil yo pral kase de pen plat yo ak domaj nan koneksyon ak Worcester. Ki pi piti fotomèt leve soti nan anti-meditativ kouch (ARC) domaj ak selil korozyon. Limyè degradasyon pwovoke nan amorphe panno solè se yon efè li te ye ak pa nesesèman konsidere kòm yon echèk. Potansyèl degradasyon par se yon fenomèn nouvo ki te parèt kòm yon rezilta de de pli zan pli pi wo tension itilize nan sistèm PV.

Anti-meditativ kouch meditativ

Yon kouch anti-meditativ (ARC) ogmante kapti nan limyè ak, Se poutèt sa, ogmante modil konvèsyon pouvwa. Delaminasyon ARC rive lè kouch nan anti-meditativ vini sou sifas Silisyòm selil la. Sa a se pa yon domaj grav sof si gen yon anpil nan delaminasyon [2]. Rechèch te montre pwopriyete ARC yo dwe yon faktè responsab nan PID.

Telefòn fann

Fant nan modil PV yo omniprésente. Yo ka devlope nan diferan etap nan lavi modil la.

Pandan fabrikasyon an patikilye, soudure antren ensiste segondè nan selil yo. Manyen ak vibrasyon nan transpò kapab pwovoke oswa elaji fant [4]. Finalman, yon modil nan jaden an eksperyans charj mekanik akòz van (presyon ak vibrasyon) ak nèj (presyon).

Mikro-fant ka koze oswa grav nan:

• Fabrikasyon

• Transpò

• Enstalasyon

• Nan sèvis estrès (tèmik ak otreman)

Valid kristalin yo te ogmante nan gwosè ak diminye nan epesè sou ane yo, ogmante potansyèl la pou rupture ak fann. Fant nan selil solè yo se yon pwoblèm otantik pou PV modil jan yo difisil pou fè pou evite, epi, jiska kounye a, fondamantalman enposib quantifier nan enpak yo sou efikasite nan modil la pandan tout lavi li yo. An patikilye, prezans nan mikro fant ka gen sèlman yon efè majinal sou pouvwa a nan yon nouvo modil, osi lontan ke diferan pati yo nan selil yo yo toujou elektrik konekte.

Kòm modil la ki gen laj e se sibi ensiste tèmik ak mekanik, fant ka prezante. Yon repete mouvman relatif nan pati selil yo fann pouvwa rezilta nan yon separasyon konplè, konsa rezilta nan pati selil inaktif. Pou ka espesyal sa a yon evalyasyon klè nan pèt pouvwa a se posib. Pou yon selil 60, 230 W modil PV pèt la nan pati selil ki akseptab osi lontan pati pèdi a se pi piti pase 8% nan zòn nan selil [3].

Fig. 2: Tren kalmason akòz mikro-fant nan selil [1].

Mikwo-fant yo se fant nan silikon sibstans nan selil yo PV ki ka souvan pa ka wè nan je a toutouni. Fant ka fòme nan longè diferan ak oryantasyon nan yon selil solè. Wafer tranche a, pwodiksyon selil seksyon ak pwosesis la selaj pandan pwosesis pwodiksyon an lakòz selil fant nan selil yo fotovoltaik. Pwosesis sirèn selil la gen yon gwo risk espesyal pou entwodwi fant [1].

Gen twa sous diferan mikwo-fant pandan pwodiksyon; yo chak gen pwòp pwobabilite ensidan li yo:

• Fant ki soti nan riban an selil entèaktif yo ki te koze pa estrès rezidyèl pwovoke pa pwosesis la soudaj. Fant sa yo souvan sitiye nan fen an oswa kòmanse-pwen nan Connector a, paske gen se pi gwo estrès la rezidyèl. Kalite krak sa a se pi souvan.

• Sa yo rele kwa krak, ki se ki te koze pa machin peze sou pen plat la pandan pwodiksyon an.

• Fant ki kòmanse nan kwen an nan selil la yo ki te koze pa selil la enpak sou yon objè difisil.

Yon fwa fant selil yo prezan nan yon modil solè, gen yon risk ogmante ke pandan operasyon nan modil solè a fant selil kout ka devlope nan pi long ak pi laj fant. Sa a se paske nan estrès mekanik ki te koze pa chaj van oswa nèj ak thermo estrès mekanik sou modil solè yo akòz varyasyon tanperati ki te koze pa pase nyaj ak varyasyon nan move tan.

Mikro-fant ka gen orijin ak divès kalite rezilta nan olye "mou" rezilta tankou sede diminye-diminye nan pati nan selil la ki afekte jiska enpak plis grav ki enplike diminye nan aktyèl la sikwi kout ak efikasite selil. Vizyon, mikwo-fant ka parèt nan fòm sa yo rele "santye kalmason" sou estrikti nan selil. Sepandan, santye kalmason - kòm yon siy enpak alontèm - kapab tou rezilta nan pwosesis chimik sa ki lakòz sifas la nan selil la chanje ak / oswa tach cho.

Tou depan de modèl la krak nan pi gwo fant yo, tèmik, estrès la mekanik, ak imidite pouvwa mennen nan pati "mouri" oswa "inaktif" selil ki lakòz yon pèt nan pwodiksyon pouvwa soti nan selil la fotovoltaik ki afekte yo. Yon pati selil ki mouri oswa inaktif vle di ke pati sa a an patikilye nan selil la fotovoltaik pa kontribye nan pwodiksyon an pouvwa total de modil solè an. Lè pati sa a mouri oswa inaktif nan selil la fotovoltaik se pi plis pase 8% nan zòn nan selil total, li ap mennen nan yon pèt pouvwa apeprè lineyè ogmante ak zòn nan inaktif selil [1].

Fant potansyèlman grandi sou yon tan ankò tan operasyonèl e konsa pwolonje enpak move yo sou fonksyonalite a ak pèfòmans nan yon modil PV, ki kapab deklanche tach cho kòm byen. Detèkte, mikwo-fant ka rezilta nan yon mwens pase espere validite jaden. Yo diferan nan gwosè, kote sou selil la ak bon jan kalite enpak.

Mikwo-fant ka detekte nan jaden an anvan enstalasyon ak sou tout lavi yon pwojè. Gen diferan metòd pou fè tès bon jan kalite pou idantifye mikro nan yo ki electroluminescence (EL) oswa electroluminescence krak deteksyon (ELCD) tès la se youn nan metòd ki pi aplike. Tès EL yo kapab detekte domaj kache ki te anvan dekouvri nan lòt metòd tès, tankou enfrawouj (IR) D 'ak kamera tèmik, karakteristik VA ak tès flash [1]. Gen kèk manifakti ki rekòmande enspeksyon regilye nan panno enstale sou tout lavi a [3].

Defisi enkapsulasyon

Yon panèl solè se yon "sandwich", ki fòme avèk diferan kouch materyèl (fig. 3).

Fig. 3: Eleman nan yon modil PV [2].

Materyèl enkapsulan yo itilize pou:

• Reziste chalè, imidite, radyasyon UV ak monte tèmik

• Bay bon Adhesion

• Optikman koup vè nan selil yo

• Elektrikman eleman izole yo

• Kontwole, redwi, oswa elimine imidite antre

Materyèl ki pi ko mmon yo itilize pou enkapsilasyon se ethaline vinil acetate (EVA). Si enkapsulan an kapab lakòz echèk oswa deteryorasyon modil PV la.

Fèy adezyon

Adezyon ki genyen ant vè a, encapsulant, kouch aktif, ak kouch tounen ka konpwomèt pou plizyè rezon. Ti fim ak lòt kalite teknoloji PV ka gen ladan tou yon transparan oksid kondiktè (TCO) oswa kouch ki sanble ki ka delaminate soti nan yon kouch glas adjasan.

Tipikman, si se adezyon an konpwomèt paske yo te kontaminasyon (egzanp netwaye move nan glas la) oswa faktè anviwònman an, delamination pral rive, ki te swiv pa antre imidite ak kowozyon nan lavni. Delaminasyon nan entèfas nan chemen optik la pral lakòz nan refleksyon optik (egzanp, jiska 4%, pèt pouvwa, nan yon sèl / lè polimè koòdone) ak ki vin apre pèt nan aktyèl (pouvwa) soti nan modil yo [1].

Pwodiksyon asid asid

Fèy EVA reyaji ak imidite a yo fòme asid acetic ki vitès moute pwosesis la korozyon nan eleman anndan an nan konpozan modil PV. Sa a kapab tou rezilta nan EVA aje pwosesis, epi yo ka atake kontak ajan ak afekte pwodiksyon selil. Pou panche tounen-dra, sa a se pa yon pwoblèm paske asid la acetic ka chape. Sepandan, pou fèy papye enpèmeyab, domaj sa a ka lakòz gwo pèt pouvwa sou tan.

Dekolorasyon enkapsulan

Sa a pral lakòz kèk pèt transmisyon ak Se poutèt sa pouvwa redwi. Dekolorasyon an se akòz oksijèn klowòks, kidonk, avèk yon fèy rèspirant dèyè fèy papye, sant selil yo ap chanje koulè pandan y ap rete deyò a rete klè. Sa ka rive akòz pòv retikile ak / oswa aditif nan fòmilasyon EVA.

Fig. 4: dekolore EVA [5].

San konsantrasyon li pran senk a dis ane yo wè dekolorasyon ak ankò yo kòmanse siyifikativman diminye pwodiksyon pouvwa. Li se pa EVA nan tèt li ki discolours, men aditif nan fòmilasyon an. Domaj sa a ka anpeche kèk limyè rive nan panèl la [5].

Delaminasyon

Delaminasyon se separasyon an nan enkapsulan soti nan glas la oswa selil. Delaminasyon ka ant superstrate (vè), substra (do-fèy) ak ankapsulan oswa ant ankapsulan ak selil yo. Delaminasyon soti nan glas devan an ka rive akòz EVA pòv adezyon oswa pòv pwosedi netwayaj vè pandan pwosesis la fabwikasyon. Sa a domaj ka anpeche kèk limyè soti nan rive nan panèl la. Pwoblèm lan ka vin pi grav si imidite akimile nan anile a epi li kreye sikui tou pre fil yo soude.

Delaminasyon ki soti nan selil la gen plis chans ki te koze pa pòv kwa ki lye ak oswa kontaminasyon nan sifas selil la. Sa a domaj ka grav paske lè se yon ti wonn lè kreye nan Plastifye a, gen posibilite pou akimile imidite ak sikui kout. Delaminasyon soti nan insert la fèt si EVA a pa t 'konfòme byen ak insert la pandan fabwikasyon.

Nouvo chemen yo ak korozyon ki vin apre apre delaminasyon an redwi pèfòmans modil, men yo pa otomatikman poze yon pwoblèm sekirite. Delaminasyon nan fèy la tounen, sepandan, ka pèmèt posibilite pou ekspoze nan eleman aktif elektrik. Lè yon modil konstwi ak devan- ak fèy papye vè, ka gen ensiste plis amelyore delaminasyon ak / oswa rupture vè.

Back-sheet Defects

Fèy do-a nan yon modil sèvi tou de pwoteje konpozan elektwonik soti nan ekspoze dirèk nan anviwònman an ak bay operasyon an sekirite nan prezans gwo DC tension. Fèy papye tounen ka konpoze de vè, oswa Polymers, epi yo ka enkòpore yon papye metal.

Fig. 5: Delaminasyon (Rycroft).

Pi souvan, se yon do-fèy te fè leve nan yon estrikti Plastifye ak yon polymère trè estab ak UV reziste, souvan yon fluoropolimèr sou deyò a, dirèkteman ekspoze a anviwònman an, yon kouch enteryè nan PET, ki te swiv pa kouch nan ankapsulan [1] .

Lè yo itilize yon vè dèyè olye de yon fèy tounen, li ka echwe pa kraze. Si se modil la konstwi kòm yon aparèy mens-fim sou do-fèy la (CIGS substra), Lè sa a, sa a prezante yon danje sekirite enpòtan nan adisyon a siyifikatif oswa, plis chans, konplè pèt pouvwa pou modil sa. Gen pouvwa pou yon ti espas ansanm fant yo ak kèk vòltaj ki se kapab pwodwi ak soutni yon ak elektrik.

Si sa rive nan konjonksyon avèk echèk nan yon dyòd kontoune, vòltaj la sistèm tout antye ta ka prezan atravè espas sa a kreye yon ak gwo soutni ki gen chans rive nan fonn glas, petèt kòmanse yon dife. Sepandan, si yon vè do-fèy yo te kraze nan yon tipik modil Si cristalline, ta toujou gen yon kouch nan ankapsulan bay yon ti mezi nan izolasyon elektrik.

Delaminasyon soti nan EVA a ka rive akòz adhésion pòv ant EVA la ak do-fèy la oswa si kouch nan adezyon nan do-fèy la domaje nan ekspozisyon UV oswa yon ogmantasyon tanperati.

Front bò jòn se ki te koze pa yon degradasyon nan polymère a itilize ankouraje adezyon nan do-fèy la espesifik nan encapsulant la. Jòn yo souvan asosye ak pwopriyete vin pi grav mekanik. Avèk domaj sa a, li posib pou fèy papye an finalman delaminate ak / oswa krak [3].

Klere lè-bò se yon siy sansiblite UV ki ka akselere pa tanperati ki wo. Sa a domaj tou rive nan kèk do-fèy papye kòm yon rezilta nan degradasyon tèmik. Jòn yo souvan asosye ak pwopriyete vin pi grav mekanik. Avèk domaj sa a, li posib pou fèy papye an finalman delaminate ak / oswa krak [3].

Tach cho

Cho-plas chofaj rive nan yon modil lè aktyèl li yo opere depase redwi kout-sikwi aktyèl la (I _sc ) nan yon selil lonbraj oswa defèktueu oswa gwoup nan selil yo. Lè tankou yon kondisyon rive, se selil ki afekte a oswa gwoup nan selil fòse nan polarizasyon ranvèse epi yo dwe gaye pouvwa a.

Fig. 6: Selil solè silisyòm kristal ki konekte youn ak lòt an seri ak riban tabbing [6].

Si disipasyon pouvwa a se ase wo oswa lokalize ase, ranvèse figi a selil ka chofe ki kapab lakòz nan fizyon nan soude ak / oswa Silisyòm ak deteryorasyon nan ankadreman la ak do-fèy [5].

Riban kondiktè ak echèk jwenti

Selil solè yo ekipe ak de eleman debaz, devan ak kontak dèyè yo, ki pèmèt livrezon aktyèl nan kous ekstèn lan. Kouran se pote nan bann otobis ki se soude devan an ak kontak tounen. Yon echèk nan riban nan fisèl ki asosye ak pèt nan pouvwa pwodiksyon. Kase entèrkonèksyon rive kòm yon rezilta nan ekspansyon tèmik ak kontraksyon ak repete estrès mekanik. Anplis, pi epè riban oswa kinks nan riban kontribye nan kraze nan konèksyon, ak rezilta nan selil kout-sikwi ak louvri-sikwi selil yo.

Yon pati kritik nan modil la se soude interconnexions yo jwenti. Yo konpoze de anpil materyèl estokaj ansanm ki gen ladan soude a, otobis-ba, riban ak pen plat Silisyòm lan. Materyèl sa yo posede diferan pwopriyete tèmik ak mekanik. Nan lyezon, asanble a devlope pwoblèm fyabilite termo-mekanik ki yo ki te koze pa diferans ki genyen nan koyefisyan nan materyèl yo estokaj 'nan ekspansyon tèmik. Soude a bay yon koneksyon ant electrodes la ak riban.

Tanperati modil PV a varye selon tanperati lokal ki afekte vitès degradasyon entèmedisman soudi. Nan yon analiz modèl prediksyon pou tout lavi li te rapòte ke pou kalite a menm nan C-Si modil PV ki sitiye nan kondisyon metewolojik divès kalite, tout lavi te pi kout nan yon dezè ki te swiv pa moun ki nan twopik yo.

Malgre ke itilize nan pwosesis soudaj nan tout pèp la nan selil solè nan PV modil gen avantaj nan sede pwodui ki posede segondè fyab nan pri pwodiksyon minim, teknoloji a fèt nan tanperati ki wo ak potansyèl nannan yo pwodwi estrès Shear nan pen plat Silisyòm. Si ak degradasyon jwenti soude lakòz yon ogmantasyon nan rezistans seri, ki mennen nan pèt pouvwa.

Modil vi

Tout defo pi wo yo kontribye nan degradasyon an ak echèk final nan panno PV. Modil PV yo fèt pou dire pou 20 ane oswa plis, ak nouvo modil sibi akselere pwogram tès ki simulation efè yo nan chalè, imidite, monte bisiklèt tanperati a, radyasyon UV ak lòt faktè [5]. Rezilta yo nan pwogram tès ki fèt pa Kohl yo montre nan Fig. 7 [7].

Fig. 7: tès aje akselere sou komèsyal C-Si modil [7].

Yon nivo pouvwa nòmal nan 0,8 anjeneral pran kòm nan fen lavi pou yon panèl PV. Li ka wè nan koub tès yo ki panno yo deteryore rapidman apre pwen sa a.

Nan kòmansman ane 1990 yo, dis garanti ane yo te tipik. Jodi a, prèske tout manifaktirè ofri 20 a 25 garanti ane. Men, yon garanti 25 ane pa vle di se pwojè a pwoteje. Youn bezwen poze kesyon sa yo:

• Èske founisè a modil dwe alantou an 15 ane lè pwoblèm yo rankontre?

• Èske founisè a finanse yon kont kondisyonèl asire ke si li se ale, yo pral pwojè a ap pwoteje?

• Èske founisè a tou senpleman konte sou tès kalifikasyon IEC pou fè reklamasyon sou rezistans alontèm?

• Si founisè a te sèlman alantou pou senk ane, ki jan li ka fè reklamasyon ke modil yo dire pou 25 ane?

Ogmantasyon longè garanti yo pwomèt, men yon envestisè oswa pwomotè dwe revize avèk atansyon konpayi an ki bay li [4].

Referans

[1] IEA: " Revizyon nan echèk nan modil fotovoltaik ", travay 13 rapò final ekstèn, IEA-PVPS, mas 2014.
[2] Dupont: " Yon gid pou konprann domaj panèl solè: soti nan fabwikasyon nan modil an teren ", www.dupont.com
[3] M Kontges, et al: " Statistik krak nan modil fotovoltaik kristal ", 26 Ewopeyen fotovoltaik Konferans Solè enèji ak egzibisyon, 2011.
[4] E Fitz: " Enpak liy lan anba nan fyabilite modil PV ", Renewable Energy World, mas 2011.
[5] J Wolgemuth et al: " mòd echèk nan modil Si cristalline ", PV Module Reliability Atelye 2010.
[6] M Zarmai: " Yon revizyon nan teknoloji interconnexion pou amelyore kristalen Silisyòm selil solè fotovoltaik modil asanble a ", enèji aplike, 2015.
[7] M Koehl et al: fyab PV (Cluster II): Rezilta yon pwojè konjwen Alman katran - Pati I, rezilta tès aje rapid ak modèl degradasyon, 25th EU-PVSEC, 2010.