Instalacje fotowoltaiczne prawdopodobnie staną się jednym z głównych źródeł zasilania w XXI wieku. Dlatego potrzebujemy modułów fotowoltaicznych, które będą działały niezawodnie. Patrząc na ponad 200 wyników ze 132 instalacji i 79 raportów widzimy, że moduły fotowoltaiczne są ogólnie odporne na działanie środowiska zewnętrznego, jednak co roku około jeden na 250 modułów ulega całkowitej awarii1. Około jeden na 10 modułów rozwinie defekt powodujący większą, niż oczekiwano, utratę mocy przez cały okres jego użytkowania, a praktycznie każdy moduł rozwinie wizualnie dostrzegalne zmiany.
Długoterminowa wydajność modułów fotowoltaicznych zależy od wielu czynników. Jedna z najbardziej niszczycielskich przyczyn niskiej wydajności fotowoltaiki jest również niewidoczna gołym okiem: mikropęknięcia w ogniwach krzemowych, głównym elemencie modułów PV. Mikropęknięcia są obecne w większości instalacji słonecznych, ale wyłapanie poważnych mikropęknięć i ich wczesne usunięcie może zapobiec poważnym problemom z wydajnością i stratom inwestycyjnym.
Mikropęknięcia to rodzaj defektu, którego nie można wykryć za pomocą samej kontroli wzrokowej. Są to pęknięcia w płytkach krzemowych (waflach) powstałe w wyniku uszkodzenia na dowolnym etapie. W wielu przypadkach pęknięcia te nie są od razu widoczne za pomocą typowych metod testowania, takich jak śledzenie krzywej IV i skanowanie w podczerwieni (IR), ale mogą rozwinąć się w utratę obszaru aktywnego ogniwa i zmniejszyć moc wyjściową całego łańcucha zawierającego wadliwy moduł. Z czasem mikropęknięcia mogą prowadzić do aktywacji diody lub gorących punktów, które stanowią zagrożenie dla bezpieczeństwa instalacji i otoczenia.
Kontrola jakości podczas produkcji modułów słonecznych może identyfikować mikropęknięcia przed ich wysłaniem z fabryki, po opuszczeniu linii produkcyjnej przez moduły. Zidentyfikowanie przyczyny nowych uszkodzeń – czy to podczas transportu, czy w wyniku złych praktyk instalacyjnych – może skutkować m.in. udanym roszczeniem gwarancyjnym od producenta, roszczeniem od wykonawcy instalacji lub samodzielnym pokryciem kosztów uszkodzonych modułów i nieprawidłowo działającej instalacji fotowoltaicznej. Testy elektroluminescencyjne (EL) identyfikują mikropęknięcia w modułach i mogą pomóc w identyfikacji pierwotnej przyczyny uszkodzenia.
Zapewnienie projektowanej wydajności instalacji słonecznych i uniknięcie strat inwestycyjnych możliwe jest dzięki testom elektroluminescencyjnym (EL). Badania elektroluminescencyjne to nieinwazyjna metoda wykorzystywana do identyfikacji mikropęknięć także w miejscu działania instalacji i pomoc w ustaleniu pierwotnej przyczyny – niezbędnej w przypadku sporów gwarancyjnych. Testy EL są przeprowadzane na miejscu, a moduły nie muszą być odinstalowane, aby można było przeprowadzić test. Testowanie odbywa się w nocy, dzięki czemu produkcja nie jest zakłócana. W czasie testu wykonuje się zdjęcia w wysokiej rozdzielczości dla inwestorów i ubezpieczycieli. Testuje się część instalacji lub cały obiekt w celu zidentyfikowania uszkodzonych, niesprawnych modułów i punktów uderzenia.
EL w produkcji modułów
Dobry program kontroli jakości produkcji zapewnia, że moduły są w dobrym stanie, gdy opuszczają fabrykę. Podczas produkcji moduły przechodzą testy EL w celu zidentyfikowania i wyeliminowania mikropęknięć i innych defektów przed zapakowaniem.
EL po wysyłce
Inspekcje po wysyłce mogą zidentyfikować nieprawidłową wysyłkę i obsługę, mogą zidentyfikować uszkodzone moduły przed ich zainstalowaniem i mogą być wykorzystane jako podstawa jakości przychodzącej od producenta. Inspekcje po instalacji mogą pomóc w identyfikacji niewłaściwych praktyk instalacyjnych.
EL po instalacji
Niewłaściwa instalacja jest jedną z głównych przyczyn uszkodzenia modułu. Inspekcja poinstalacyjna może również stanowić punkt odniesienia w przypadku wystąpienia niesprzyjających warunków pogodowych.
EL po burzy
Po burzy uszkodzenia modułów nie zawsze są widoczne gołym okiem. Niektóre moduły mogą nawet nadal wytwarzać energię. Inspekcja EL po burzy może ujawnić ukryte uszkodzenia spowodowane ciężkimi zdarzeniami pogodowymi, takimi jak wiatr i grad.
1Royal Society of Chemistry, Wady i wydajność modułów fotowoltaicznych Si w terenie – analiza, 2022.
Źródło: Clean Energy Associates, Denver (USA) Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
