Mikrotrhliny v solárních panelech jsou drobné praskliny nebo štěrbiny, které se mohou objevit uvnitř fotovoltaických článků nebo ochranných vrstev struktury solárního panelu. Tyto praskliny, ač často mikroskopické a nezjistitelné pouhým okem, hrají klíčovou roli při ovlivňování celkového výkonu a životnosti solárních panelů. Mikrotrhliny mohou ovlivnit výkon solárního panelu, což vede k poklesu výkonu, mnohem kratší životnosti nebo dokonce ukončení výroby energie celého solárního panelu. Tento článek vysvětluje příčiny mikrotrhlin v solárních panelech, způsoby jejich detekce, jejich účinky a jaké typy solárních panelů mají menší tendenci k jejich vzniku.
Obsah:
- Proč jsou na mých solárních panelech mikrotrhliny?
- Jaké škody mohou mikrotrhliny způsobit?
- Jak inspektovat mikrotrhliny během instalace a provozu solárních panelů?
- Vyberte si správné solární panely k omezení mikrotrhlin
Proč jsou na mých solárních panelech mikrotrhliny?
Příčiny mikrotrhlin mohou být rozmanité a složité:
Vady při výrobě:
Nesprávné postupy během výrobního procesu mohou významně přispět k výskytu mikrotrhlin v solárních panelech. Nedostatečná manipulace, suboptimální výběr materiálů nebo chyby v kontrole kvality vytvářejí prostředí, ve kterém se zavádějí zranitelná místa. Tyto zranitelnosti, pramenící z fáze výroby, se stávají potenciálními katalyzátory pro iniciaci a šíření mikrotrhlin v rámci struktury solárního panelu. Proto je nezbytné zdůraznit kritickou potřebu pečlivé pozornosti k detailům, správného školení personálu a přísného dodržování protokolů kontroly kvality během celého výrobního procesu, aby se minimalizovalo riziko vzniku mikrotrhlin.
Mechanické napětí:
Mechanické napětí je významným faktorem přispívajícím ke vzniku mikrotrhlin v solárních panelech a lze jej kategorizovat do různých fází, včetně přepravy, instalace a vnějších environmentálních faktorů.
Během přepravy může mechanické napětí významně ovlivnit solární panely, zejména pokud jde o balení, skladování a manipulační postupy v dodavatelském řetězci. Nevhodné balicí nebo skladovací postupy mohou solární panely vystavit nadměrnému tlaku, což může vést k vzniku mikrotrhlin. Nesprávné metody přepravy, včetně hrubé manipulace nebo nesprávného skládání, mohou solární panely vystavit vibracím a nárazům, což vede k mechanickému napětí a zvýšenému riziku vzniku mikrotrhlin.
Proto je řešení problémů souvisejících s balením, skladováním a manipulací klíčové pro minimalizaci potenciálního vzniku mikrotrhlin během fáze přepravy.
Mechanické napětí způsobené instalací je také kritickým problémem pro solární panely. Postupy, jako je nesprávné skládání, opírání vybavení o panely, náhodné nárazy a instalace na nerovném povrchu, mohou vytvářet lokální tlakové body, vedoucí k vzniku mikrotrhlin. Táhnutí panelů během přepravy způsobuje stres způsobený třením, zatímco nesprávné techniky nošení, jako je použití pouze jedné osoby nebo sedění na okraji modulu, mohou způsobit nerovnoměrné síly. Tyto postupy představují riziko pro účinnost a dlouhověkost solárních panelů, což zdůrazňuje potřebu pečlivé manipulace a instalačních postupů, aby se minimalizovalo mechanické napětí a zajistil optimální výkon.
Jak je vidět na níže uvedeném obrázku, bylo z testování zjištěno, že nesprávné opření ramen a hlavy o panel během stoupání po schodech vedlo k poklesu výkonu o 1%. Správný způsob nošení panelu je vyvážit hmotnost v rukou proti rámu panelu.
Příklad snížení výkonu kvůli nesprávnému nošení solárního panelu
Správný způsob nošení solárního panelu
Během dlouhodobého provozu solárních panelů hrají významnou roli vnější environmentální faktory, včetně stresu souvisejícího s počasím, jako je vítr, krupobití a extrémní teplotní změny, které ukládají mechanické napětí na solární panely. Tyto environmentální stresory, pokud přetrvávají v čase, mohou přispívat k kumulativnímu vývoji mikrotrhlin. Proto komplexní přístup k minimalizaci rizika vzniku mikrotrhlin v solárních panelech zahrnuje pochopení a zmírnění mechanického napětí v různých fázích, od přepravy, instalace a provozu. Řešením jak interních manipulačních postupů, tak vnějších environmentálních faktorů lze zvýšit celkovou spolehlivost a výkon solárních panelů.
Teplotní cykly:
Teplotní cykly, které vznikají v důsledku denních a sezónních výkyvů teploty, se objevují jako klíčový faktor přispívající k vývoji mikrotrhlin v solárních panelech. Neustálé rozpínání a smršťování materiálů uvnitř solárních panelů, ovlivněné různým slunečním zářením a povětrnostními podmínkami, vytvářejí podmínky vhodné pro iniciaci a šíření mikrotrhlin v průběhu delšího období expozice. Opakovaný stres způsobený teplotními cykly zdůrazňuje význam zohledňování teplotních výkyvů při návrhu, výrobě a instalačních procesech solárních panelů, aby se zvýšila jejich odolnost a dlouhověkost.
Jaké škody mohou způsobit mikrotrhliny?
Zvýšený odpor a tepelné poškození: Mikrotrhliny mohou způsobit zvýšení elektrického odporu, což zvyšuje teploty a vytváří horká místa. Toto eskalace tepelného poškození dále přispívá k celkové degradaci postiženého solárního článku. V určitých případech se mohou mikrotrhliny šířit, což vede k izolaci významné oblasti uvnitř jednotlivého článku od obvodu. Tato izolace může vést k zápornému zkreslení, což způsobuje zvýšené teploty ve spojené části článku. S rostoucími teplotami existuje riziko trvalého poškození, které nejen snižuje výrobu energie, ale v extrémních případech může vést k katastrofickému selhání, jako je praskání skla nebo v nešťastných případech požár kvůli intenzivnímu teplu generovanému článkem se záporným zkreslením.
Snížený výkon: Zvýšený elektrický odpor vede ke snížení výroby energie, což způsobuje pokles celkové účinnosti solárního panelu.
Šíření trhlin a selhání modulu: Pokud se mikrotrhliny prodlouží, mohou se vyvinout do větších trhlin, potenciálně zastavit nebo ukončit výrobu energie celého modulu. Tento výsledek vyžaduje výměnu a významně ovlivňuje celkovou životnost solárního panelu.
K zmírnění těchto škodlivých účinků je nezbytná brzká detekce prostřednictvím pravidelných inspekcí. Různé metody, jak bylo zmíněno dříve, lze využít k identifikaci a včasnému řešení mikrotrhlin, čímž se zajistí udržení výkonu a dlouhověkosti solárních panelů.
Jak inspektovat mikrotrhliny během instalace a provozu solárních panelů?
Detekce mikrotrhlin v solárních panelech je klíčovým procesem nezbytným pro zajištění optimálního výkonu a prodloužené životnosti. Různé metody inspekce jsou přizpůsobeny různým scénářům během fází instalace a provozu:
EL (elektroluminiscence):
Elektroluminiscence (EL) funguje na principu generování světla, když je na materiál aplikován elektrický proud. V oblasti solárních článků se EL používá k vizualizaci a identifikaci vad, které nejsou snadno viditelné alternativními metodami. Testování EL je zvláště účinné při detekci mikro-trhlin, zlomených článků a dalších vnitřních vad v solárních článcích. Tato metoda nabízí přímý pohled na strukturální integritu článků, odhalující skryté problémy, které by jiné testovací metody mohly přehlédnout.
ELCD (Detekce mikrotrhlin elektroluminiscencí):
ELCD využívá elektroluminiscenci k efektivní detekci mikrotrhlin v solárních panelech. Aplikace elektrického proudu aktivuje elektroluminiscenční materiály, které produkují viditelné světlo, které je mikro-trhlinami měněno, čímž je činí vizuálně detekovatelnými. Tato nedestruktivní metoda je klíčová pro kontrolu kvality během výroby a preventivní údržbu v terénu. Na rozdíl od tradiční elektroluminiscence (EL) je ELCD specificky navržena pro detekci mikrotrhlin, což nabízí zvýšenou přesnost při lokalizaci a vizualizaci těchto drobných strukturálních vad. Specifičnost ELCD činí z této metody cenný nástroj, který zajišťuje spolehlivost a účinnost instalací solárních panelů tím, že řeší problémy, které by mohly jinými testovacími metodami zůstat nepovšimnuty.
Kromě těchto dvou způsobů existuje několik dalších metod:
Imaging fotoluminiscencí:
Nejlépe využitelný během instalace a provozu, imaging fotoluminiscencí identifikuje mikrotrhliny, které ovlivňují účinnost fotovoltaické konverze. Tato technika se plynule integruje do pravidelných údržbových rutin, aby udržovala neustálou účinnost.
Infrarudé snímkování:
Infrarudé snímkování (IR) funguje zachycením tepelného záření vyzařovaného objektem, což umožňuje identifikaci teplotních variací, které jsou indikativní pro vady nebo nesrovnalosti. Konkrétně u solárních článků se IR široce používá pro tepelné inspekce k detekci přehřívání, identifikaci poruchových komponent a odhalení nesrovnalostí jak v solárních článcích, tak ve fotovoltaických modulech. Tato technika je zvláště účinná při identifikaci problémů spojených s elektrickými spojeními, jako jsou uvolněné nebo poškozené kabely.
Vizuální inspekce a mikroskopické zkoumání:
Nejvhodnější během instalace a pravidelné údržby, vizuální inspekce a mikroskopické zkoumání zahrnují přímé pozorování a detailní strukturální kontrolu. Tento praktický přístup efektivně identifikuje viditelné trhliny na povrchu solárních panelů.
V praxi mohou odborníci volit použití těchto inspekčních metod jednotlivě nebo v kombinaci v závislosti na konkrétních požadavcích a okolnostech solárního panelového systému. Je nezbytné zapojit vyškolené odborníky, zejména při používání pokročilé technické vybavení, aby byla zajištěna přesná detekce a analýza mikrotrhlin. Pravidelné monitorování a komplexní přístup významně přispívají k celkové spolehlivosti a dlouhověkosti solárního energetického systému.
Vyberte si správné solární panely k omezení mikrotrhlin
V oblasti solárních panelů je zvládání mikrotrhlin klíčové pro zajištění spolehlivosti a výkonu systému. Ačkoliv mikrotrhliny představují běžnou výzvu, inovativní technologie, jako je technologie IBC a technologie HJT, výrazně snížily dopad mikrotrhlin na výkon, přínosy jejich odolnosti vůči mikrotrhlinám jsou specifikovány v následujících bodech:
HJT solární panely:
Typ Monokrystalický křemíkový substrát:
HJT solární články používají N-typ monokrystalického křemíkového substrátu, který je známý pro svou vysokou čistotu a uniformitu. Ve srovnání s polykrystalickým křemíkem je monokrystalická struktura kompaktnější a konzistentnější, což pomáhá snižovat mikrotrhliny způsobené koncentrací stresu.
Nedotovaná amorfní křemíková vrstva (i-a-Si:H):
Na monokrystalický křemíkový substrát je nanesena vrstva nedotovaného amorfního křemíku, která působí jako „bufrová vrstva“. Tato vrstva poskytuje dodatečnou pružnost a ochranu, když je článek vystaven fyzickému stresu, jako je ohýbání nebo tlak během přepravy a instalace. To pomáhá zmírňovat stres na substrátu, čímž snižuje vznik mikrotrhlin.
Úplná metoda zpracování polovičních článků:
Solární panely HJT využívají unikátní techniku úplného zpracování polovičních článků, která zcela eliminuje poškození solárních článků při řezání. Tento inovativní přístup výrazně minimalizuje dopad mikrotrhlin na solární panely, aktivně řeší potenciální škody během výrobních a manipulačních procesů.
Nižší výrobní teplota:
Ve srovnání s tradičními krystalickými křemíkovými solárními články jsou HJT články vyráběny při nižších teplotách. Tato snížená výrobní teplota znamená, že materiály jsou během výroby vystaveny menšímu tepelnému stresu, což pomáhá snižovat vznik mikrotrhlin.
Optimalizovaná celková struktura:
Celková struktura HJT článků je optimalizována během návrhu a výroby tak, aby zvýšila jejich odolnost vůči fyzickému stresu. Například hrany a rohy článků jsou navrženy tak, aby byly hladší, což snižuje body koncentrace stresu.
Ultra vícebusbarový design:
Panely HJT mají design s užšími sběrači proudu, čímž se snižuje množství použité stříbrné pasty a následně se snižují efekty zastínění, zatímco se zkracují vzdálenosti přenosu proudu. Tento design nejen zlepšuje elektrický výkon panelů, ale také minimalizuje ztrátu proudu způsobenou mikrotrhlinami, poškozenými sběrači proudu a prasklinami, čímž dále zvyšuje spolehlivost a životnost panelu.
Zvýšená mechanická pevnost:
Díky různým optimalizacím návrhu a výroby, o nichž byla zmíněna výše, je celková mechanická pevnost HJT solárních článků zvýšena. Tato zvýšená pevnost pomáhá udržovat integritu článků během přepravy a instalace, čímž snižuje riziko vzniku mikrotrhlin.
Společnost Maysun Solar využívá nepřekonatelné výhody heterojunkční technologie (HJT), což vede k tomu, že naše HJT solární panely představují významný pokrok ve výrobě solární energie. Tyto panely nejen dosahují kvantového skoku v účinnosti, ale také vykazují výrazné zlepšení odolnosti vůči mikrotrhlinám.
Solární panely IBC mají významnou výhodu v odolnosti proti povětrnostním vlivům. Inovativní design "Všechny zadní kontakty" použitý v solárních panelech IBC brání napjatému poškození a odtržení způsobenému tepelnou expanzí a kontrakcí předního svářecího proužku pod silným teplotním stresem. Tato konstrukční vlastnost zaručuje konzistentní a stabilní generování energie solárních panelů, čímž zmírňuje nepříznivé účinky teplotních variací na integritu panelu.
Nejnovější generace solárních panelů interdigitovaných zadních kontaktů (IBC) od společnosti Maysun Solar bezproblémově integruje odolnost vůči mikrotrhlinám, vysokou účinnost, estetickou atraktivitu a prodlouženou provozní životnost. Volba solárních panelů IBC od společnosti Maysun Solar představuje rozumné rozhodnutí pro jednotlivce, kteří chtějí maximalizovat účinnost a výkon. Obrázek níže ukazuje solární panely IBC 430W Full Black nainstalované na střeše německým zákazníkem od společnosti Maysun Solar. Pro další informace prosím klikněte na tlačítko níže.
Společnost Maysun Solar se od roku 2008 specializuje na výrobu vysoce kvalitních fotovoltaických modulů. Vyberte si z naší široké nabídky solárních panelů full black, s černým rámem, stříbrných a sklo-sklo, které využívají technologie half-cut, MBB, IBC, HJT a Shingled. Tyto panely nabízejí vynikající výkon a stylový design, který se dokonale sloučí s jakoukoli budovou. Společnosti Maysun Solar se podařilo úspěšně založit pobočky, sklady a navázat dlouhodobé vztahy s vynikajícími instalatéry v mnoha zemích! Prosím, kontaktujte nás pro nejnovější nabídky modulů nebo jakékoli dotazy týkající se PV. Těšíme se, že vám budeme moci pomoci.
Reference:
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
Můžete také číst:
