Mikrosprickor inom solpaneler är minimala sprickor eller sprickbildningar som kan uppstå inom de fotovoltaiska cellerna eller de skyddande lagren i solpanelens struktur. Dessa sprickor, även om de ofta är mikroskopiska och osynliga för blotta ögat, spelar en avgörande roll för att påverka solpanelernas totala prestanda och livslängd. Mikrosprickor kan påverka solpanelens prestanda, resultera i förlust av kraft, betydligt kortare livslängd, eller till och med avsluta energiproduktionen för hela solpanelen. Den här artikeln förklarar orsakerna till mikrosprickor i solpaneler, hur de upptäcks, deras effekter och vilka typer av solpaneler som är mindre benägna att producera dem.
Innehåll:
- Varför Finns det Mikrosprickor på Mina Solpaneler?
- Vilken Skada Kan Orsakas av Mikrosprickor?
- Hur Inspekterar man för Mikrosprickor Under Installationen och Driften av Solpaneler?
- Välj Rätt Solpaneler för att Minska Mikrosprickor
Varför Finns det Mikrosprickor på Mina Solpaneler?
Orsakerna till mikrosprickor kan vara många och komplexa:
Tillverkningsfel:
Felaktiga metoder under tillverkningsprocessen kan bidra avsevärt till förekomsten av mikrosprickor i solpaneler. Otillräcklig hantering, suboptimalt materialval eller brister i kvalitetskontrollen skapar en miljö där sårbarheter introduceras. Dessa sårbarheter, som härstammar från tillverkningsstadiet, kan bli potentiella katalysatorer för initiering och spridning av mikrosprickor inom solpanelens struktur. Detta understryker det kritiska behovet av noggrann uppmärksamhet på detaljer, korrekt personalutbildning och strikt efterlevnad av kvalitetskontrollprotokoll genom hela tillverkningsprocessen för att minimera risken för bildning av mikrosprickor.
Mekanisk stress:
Mekanisk stress är en betydande faktor som bidrar till bildandet av mikrosprickor i solpaneler och kan kategoriseras i olika faser, inklusive transport, installation och yttre miljöfaktorer.
Under transport kan mekanisk stress påverka solpaneler avsevärt, särskilt när det gäller förpackning, lagring och hanteringsmetoder i leveranskedjan. Olämplig förpackning eller lagringsprocedurer kan utsätta solpaneler för överdrivet tryck, vilket potentiellt kan resultera i bildandet av mikrosprickor. Felaktiga transportmetoder, inklusive grov hantering eller felaktig stapling, kan utsätta solpaneler för vibrationer och stötar, vilket resulterar i mekanisk stress och en ökad risk för bildandet av mikrosprickor.
Därför är det avgörande att hantera problem relaterade till förpackning, lagring och hantering för att minimera risken för mikrosprickbildning under transportfasen.
Mekanisk stress orsakad av installation är också en kritisk faktor för solpaneler. Metoder som felaktig stapling, att placera utrustning på panelerna, oavsiktliga stötar och installation på ojämna ytor kan skapa lokala tryckpunkter som leder till bildandet av mikrosprickor. Att dra paneler under transport introducerar friktionsinducerad stress, medan felaktiga bärande tekniker, som att bara använda en person eller att sitta på modulkanten, kan orsaka ojämna krafter. Dessa metoder utgör en risk för effektiviteten och livslängden hos solpaneler och betonar behovet av noggrann hantering och installationsförfaranden för att minska mekanisk stress och säkerställa optimal prestanda.
Som visas i figuren nedan drogs slutsatsen från tester att felaktig vila av axlar och huvud på panelen under trappklättring resulterade i en 1 % effektförlust. Det korrekta sättet att bära panelen är att balansera vikten i dina händer mot panelramen.
Exempel på prestandaförsämring på grund av felaktigt bärande av en solpanel
Det korrekta sättet att bära en solpanel
Under långvarig drift av solpaneler spelar externa miljöfaktorer, inklusive väderrelaterad stress såsom vind, hagel och extrema temperaturvariationer, en betydande roll i att orsaka mekanisk stress på solpaneler. Dessa miljöstressorer kan över tid bidra till kumulativ utveckling av mikrosprickor. Därför innebär en omfattande strategi för att minimera risken för mikrosprickbildning i solpaneler att förstå och minska mekanisk stress i olika skeden, från transport, installation och drift. Genom att ta itu med både interna hanteringsmetoder och externa miljöfaktorer kan den övergripande tillförlitligheten och prestandan hos solpaneler förbättras.
Termisk cykling:
Termisk cykling, som resultat av dagliga och säsongsbetonade temperaturvariationer, framträder som en avgörande faktor som bidrar till utvecklingen av mikrosprickor i solpaneler. Den konstanta expansionen och sammandragningen av material inom solpanelerna, påverkad av varierande solljus och väderförhållanden, skapar förhållanden som gynnar initiering och spridning av mikrosprickor över längre exponeringsperioder. Den repetitiva stressen som orsakas av termisk cykling understryker vikten av att beakta temperaturvariationer i design, tillverkning och installationsprocesser av solpaneler för att öka deras hållbarhet och livslängd.
Vilken skada kan orsakas av mikrosprickor?
Ökat motstånd och termisk skada: Mikrosprickor kan orsaka en ökning av det elektriska motståndet, vilket höjer temperaturen och skapar varma punkter. Denna ökning av termisk skada bidrar ytterligare till den totala försämringen av den berörda solcellen. I vissa fall kan mikrosprickor sprida sig, vilket leder till isolering av en betydande del inom en enskild cell från kretsen. Denna isolering kan resultera i omvänd polaritet, vilket inducerar högre temperaturer i den anslutna sektionen av cellen. När temperaturen stiger finns det en risk för permanent skada, inte bara minskad energiproduktion utan i extrema fall kan det leda till katastrofala fel, såsom glasbrott eller, i olyckliga fall, brand på grund av intensiv värme genererad av en cell i omvänd polaritet.
Reducerad effektutgång: Det ökade elektriska motståndet leder till en minskning av kraftproduktionen, vilket orsakar en nedgång i solpanelens totala effektivitet.
Spridning av sprickor och modulfel: Om mikrosprickor förlängs kan de utvecklas till större sprickor, vilket potentiellt kan stoppa eller avsluta energiproduktionen för hela modulen. Detta utfall kräver utbyte och påverkar avsevärt den totala livslängden för solpanelen.
För att mildra dessa skadliga effekter är tidig upptäckt genom regelbundna inspektioner avgörande. Olika metoder, som nämnts tidigare, kan användas för att snabbt identifiera och åtgärda mikrosprickor, vilket säkerställer solpanelernas fortsatta prestanda och livslängd.
Hur inspekterar man för mikrosprickor under installationen och driften av solpaneler?
Att upptäcka mikrosprickor i solpaneler är en avgörande process för att säkerställa optimal prestanda och förlängd livslängd. Olika inspektionsmetoder är lämpliga för distinkta scenarier under både installations- och driftsfaser:
EL (Elektroluminescens):
Elektroluminescens (EL) fungerar på principen om att generera ljus när en elektrisk ström appliceras på ett material. Inom området för solceller används EL för att visualisera och identifiera defekter som inte lätt syns genom alternativa metoder. EL-testning är särskilt effektiv för att upptäcka mikrosprickor, trasiga celler och andra interna defekter inom solceller. Denna metod erbjuder direkt insikt i cellernas strukturella integritet och avslöjar dolda problem som kan undgå upptäckt av andra testmetoder.
ELCD (Elektroluminescens Sprickdetektering):
ELCD använder elektroluminescens för att effektivt upptäcka mikrosprickor i solpaneler. Genom att applicera en elektrisk ström aktiveras elektroluminescerande material, vilket producerar synligt ljus som förändras av mikrosprickor och gör dem synliga. Denna icke-destruktiva metod är avgörande för kvalitetskontroll under tillverkning och förebyggande underhåll på fältet. Till skillnad från traditionell elektroluminescens (EL) är ELCD specifikt utformad för att upptäcka mikrosprickor, vilket erbjuder förbättrad precision i att lokalisera och visualisera dessa små strukturella defekter. ELCD:s specifika egenskaper gör den till ett värdefullt verktyg för att säkerställa tillförlitligheten och effektiviteten i solpanelinstallationer genom att åtgärda problem som kan förbli oupptäckta av andra testmetoder.
Utöver dessa två metoder finns det flera andra:
Fotoluminescensavbildning:
Bäst använd under installation och drift, identifierar fotoluminescensavbildning mikrosprickor som påverkar fotovoltaisk omvandlingseffektivitet. Denna teknik integreras smidigt i regelbundna underhållsrutiner för att upprätthålla kontinuerlig effektivitet.
Infraröd Avbildning:
Infraröd avbildning (IR) fungerar genom att fånga upp den termiska strålningen som utsänds av ett objekt, vilket möjliggör identifiering av temperaturvariationer som indikerar defekter eller oegentligheter. Speciellt inom solceller används IR ofta för termiska inspektioner för att upptäcka överhettning, identifiera felaktiga komponenter och lokalisera oegentligheter i både solceller och fotovoltaiska moduler. Denna teknik är särskilt effektiv för att identifiera problem associerade med elektriska anslutningar, som lösa eller skadade kablar.
Visuell Inspektion och Mikroskopisk Undersökning:
Mest tillämplig under installation och rutinunderhåll, innefattar visuell inspektion och mikroskopisk undersökning direkt observation och detaljerad strukturell granskning. Denna praktiska metod identifierar effektivt synliga sprickor på ytan av solpaneler.
I praktiken kan yrkesverksamma välja att använda dessa inspektionsmetoder individuellt eller i kombination, beroende på de specifika kraven och omständigheterna i solpanelsystemet. Det är avgörande att engagera utbildade experter, särskilt vid användning av avancerad teknisk utrustning, för att säkerställa noggrann upptäckt och analys av mikrosprickor. Regelbunden övervakning och ett omfattande tillvägagångssätt bidrar avsevärt till solenergisystemets övergripande tillförlitlighet och livslängd.
Välj Rätt Solpaneler För Att Minska Mikrosprickor
Inom området för solpaneler är hantering av mikrosprickor avgörande för att säkerställa systemets tillförlitlighet och prestanda. Även om mikrosprickor utgör en vanlig utmaning har innovativa teknologier som IBC-teknologi och HJT-teknologi signifikant minskat påverkan av mikrosprickor på prestandan, fördelarna med deras motstånd mot mikrosprickor specificeras i följande punkter:
HJT Solpaneler:
Typ Monokristallint Kiselsubstrat:
HJT solceller använder ett N-typ monokristallint kiselsubstrat känt för sin höga renhet och enhetlighet. Jämfört med polykristallint kisel är den monokristallina strukturen mer kompakt och enhetlig, vilket hjälper till att minska mikrosprickor som orsakas av koncentration av stress.
Odotad Amorf Kisel Layer (i-a-Si:H):
Ett lager av odotad amorft kisel deponeras på det monokristallina kiselsubstratet och fungerar som ett "buffertlager". Detta lager ger ytterligare elasticitet och skydd när cellen utsätts för fysisk stress, som böjning eller tryck under transport och installation. Detta hjälper till att lindra stress på substratet och minskar därmed bildningen av mikrosprickor.
Fullständig Halvcellbehandlingsmetod:
HJT solpaneler använder en unik metod för fullständig halvcellbehandling som helt undviker skärande skador på solcellerna. Denna innovativa metod minimerar betydligt påverkan av mikrosprickor på solpaneler och hanterar proaktivt potentiell skada under tillverknings- och hanteringsprocesserna.
Lägre Tillverkningstemperatur:
Jämfört med traditionella kristallina kiselsolceller tillverkas HJT-celler vid lägre temperaturer. Denna reducerade bearbetningstemperatur innebär att materialen utsätts för mindre termisk stress under produktionen, vilket hjälper till att minska bildningen av mikrosprickor.
Optimerad Total Struktur:
Totalstrukturen för HJT-celler optimeras under design och tillverkning för att öka deras motståndskraft mot fysisk stress. Till exempel är kanterna och hörnen på cellerna utformade för att vara slätare, vilket minskar koncentrationen av stresspunkter.
Ultra-Multi Busbar-design:
HJT-paneler har en design med smalare bussbarer, vilket minskar mängden silverpasta som används och minskar därmed skuggnings effekterna samtidigt som strömöverföringsavstånden förkortas. Denna design förbättrar inte bara panelernas elektriska prestanda utan minimerar också strömförlusten som orsakas av mikrosprickor, skadade bussbarer och sprickor, vilket ytterligare ökar panelens tillförlitlighet och livslängd.
Förbättrad Mekanisk Styrka:
Genom de olika design- och tillverkningsoptimeringarna som nämnts ovan förbättras den totala mekaniska styrkan hos HJT-solceller. Denna ökade styrka hjälper till att upprätthålla cellernas integritet under transport och installation, vilket minskar risken för mikrosprickor.
Maysun Solar utnyttjar de enastående fördelarna med heterojunktionsteknik (HJT), vilket resulterar i att våra HJT-solpaneler gör en betydande framsteg inom solkraftproduktion. Dessa paneler uppnår inte bara en kvantsteg i effektivitet utan uppvisar också en betydande förbättring av motståndet mot mikrosprickor.
IBC-solpaneler har en betydande fördel när det gäller väderbeständighet. Den innovativa "All Back Contact"-designen som används i IBC-solpaneler förhindrar dragbelastning och avlossning som kan tillskrivas termisk expansion och sammandragning av den främre svetsremsan under extrem temperaturstress. Denna designfunktion garanterar en konstant och stabil kraftproduktion från solpanelerna och mildrar de negativa effekterna av termiska variationer på panelernas integritet.
Maysun Solars senaste generation av interdigitated Back Contact (IBC) solpaneler integrerar sömlöst motstånd mot mikrosprickor, hög effektivitet, estetiskt tilltalande design och en förlängd driftslängd. Att välja Maysun Solars IBC-solpaneler är ett klokt beslut för personer som strävar efter att maximera både effektivitet och prestanda. Bilden nedan visar IBC 430W Full Black solpaneler installerade på ett tak av en tysk kund från Maysun Solar. För ytterligare information, vänligen klicka på knappen nedan.
Maysun Solar har specialiserat sig på att producera högkvalitativa fotovoltaiska moduler sedan 2008. Välj bland vårt breda utbud av solpaneler i fullsvart, svart ram, silver och glas-glas som utnyttjar teknikerna för halvceller, MBB, IBC, HJT och Shingled. Dessa paneler erbjuder överlägsen prestanda och stilrena designer som smälter sömlöst in med alla byggnader. Maysun Solar har framgångsrikt etablerat kontor, lager och långsiktiga relationer med utmärkta installatörer i många länder! Kontakta oss för de senaste prisuppgifterna på moduler eller för alla förfrågningar relaterade till solceller. Vi ser fram emot att hjälpa dig.
Referens:
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
Du kanske också gillar:
