Testování kvality solárních modulů

Optimalizace výkonu a životnosti solárních modulů prostřednictvím rychlé neinvazivní včasné detekce vad

Pro dosažení udržitelné a spolehlivé výroby elektřiny ze solární energie je z komerčního hlediska nezbytné prodloužit životnost fotovoltaických (FV) modulů a zároveň snížit náklady. Náklady na jednotku energie, kterou FV modul vyrobí, jsou ovlivněny průměrným slunečním zářením v místě instalace, životností modulu a jeho pořizovací cenou. Kromě toho vznikají značné náklady z neúplné kontroly kvality během výrobní, poinstalační a provozní fáze FV modulů.

Během výroby mohou některé vadné fotovoltaické moduly zůstat nezjištěny a následně nasazeny, což může vést k potenciálnímu snížení výkonu a bezpečnostním rizikům během provozu. Konvenční metody detekce vadných solárních modulů, jako jsou měření křivky proud-napětí (IV) jednotlivých nebo řetězců na úrovni jednotlivých modulů za slunečního záření, jsou časově a pracné a vyžadují, aby byl každý řetězec nebo modul individuálně připojen k měřicímu zařízení.

Ve velkoobjemové výrobě je potřeba metoda, která umožňuje rychlou, neinvazivní a rozsáhlou kontrolu fotovoltaických modulů bez narušení elektrického obvodu. Identifikace primárních problémů, jako je delaminace, kdy oddělení vrstev uvnitř modulu vytváří vzduchové mezery, které snižují tepelnou a mechanickou stabilitu, což vede k další degradaci a potenciálnímu selhání, je klíčová. Ztráta adheze, kdy se spojení mezi různými vrstvami oslabuje nebo selhává, ohrožuje strukturální integritu a schopnost odolávat vlivům prostředí. Vniknutí vlhkosti, které může vést ke korozi elektrických součástek, zkratům a sníženému izolačnímu odporu, má vážný dopad na výkon modulu.

Nesoulad článků, kdy jednotlivé články v modulu nefungují rovnoměrně kvůli rozdílům v kvalitě výroby nebo poškození, snižuje účinnost v průběhu času. Trhliny v solárních článcích, ať už se jedná o mikrotrhliny nebo podstatné zlomy, musí být detekovány, protože se v průběhu času šíří a vedou k významným ztrátám výkonu nebo dokonce k úplnému selhání modulu.

Detekce vadných bypassových diod nebo vnitřních zkratů je zásadní, protože tyto problémy mohou výrazně ovlivnit výkon a životnost modulu. Bypassové diody chrání solární články před poškozením způsobeným částečným zastíněním, ale pokud jsou vadné, vedou k přehřátí, tepelným přehřátím a potenciálnímu nebezpečí požáru. Vnitřní zkraty narušují tok elektřiny, snižují účinnost modulu a potenciálně způsobují další elektrické poruchy. Včasná identifikace těchto vad pomáhá udržovat optimální energetický výkon, předcházet bezpečnostním rizikům a prodlužovat celkovou životnost solárního modulu.

Efektivní a rychlé procesy kontroly kvality pro zajištění kvality při výrobě fotovoltaických modulů a během provozu jsou ještě důležitější s rostoucím tlakem na ceny a riziky odpovědnosti.

Radiometrické infračervené kamery a vysoká citlivost pro přesnou detekci anomálií solárních modulů

Každý typ anomálie, jako jsou horká místa, neshody článků a selhání bypassových diod, má zřetelný tepelný podpis, který lze detekovat pomocí infračervených kamer. Pro přesnou kvantifikaci těchto teplotních rozdílů, posouzení závažnosti anomálií a stanovení priorit jejich řešení se důrazně doporučuje použití radiometrické infračervené kamery. Pouze radiometrické infračervené kamery zachycují a ukládají přesná tepelná data v každém pixelu, čímž přesně identifikují a kvantifikují teplotní anomálie.

Například horké místo v jedné buňce lze klasifikovat do různých úrovní priority na základě teplotního rozdílu ve srovnání s přilehlými oblastmi. Buňka s teplotní anomálií menší než 10 °C vyšší než její okolí může být považována za nízkou prioritu, zatímco rozdíl 20 °C nebo více naznačuje problém s vysokou prioritou vyžadující okamžitou pozornost. Takové teplotní výkyvy mohou signalizovat základní problémy, jako jsou vnitřní zkraty, praskání nebo delaminace, což vede k významným ztrátám energie a potenciálním bezpečnostním rizikům, pokud se neřeší.

Měření teploty je také klíčové pro rozlišení závažnosti podobných anomálií. Například horké místo v rozvodné krabici nebo anomálie řetězce lze na základě pozorovaného zvýšení teploty zařadit do kategorií s nízkou, střední nebo vysokou prioritou. Tato klasifikace pomáhá při stanovování priorit údržby a zajišťuje, že nejkritičtější problémy jsou řešeny včas, aby byla zachována účinnost a bezpečnost solárního systému.

Přesné měření teploty a nízká hodnota NETD (čistá tepelná degradace) pomáhá včas odhalit postupné degradační procesy v průběhu času. Tepelné anomálie s menšími teplotními rozdíly, i když nejsou okamžitě alarmující, naznačují probíhající zhoršování stavu, které by se mohlo časem zhoršovat. Pravidelné monitorování umožňuje včasné zásahy, zabraňuje přerůstání drobných problémů ve závažné poruchy a zajišťuje dlouhodobou spolehlivost a výkon fotovoltaických modulů.