Mikrorevner dræber dine solpaneler: Omfattende guide 2024

Mikrorevner i solpaneler er bittesmå brud eller sprækker, der kan opstå i solcellerne eller i de beskyttende lag i solpanelets struktur. Selvom disse brud ofte er mikroskopiske og ikke kan ses med det blotte øje, spiller de en afgørende rolle for solpanelernes samlede ydeevne og levetid. Mikrorevner kan påvirke solpanelets ydeevne og resultere i tab af strøm, en meget kortere levetid eller endda afbrydelse af hele solpanelets energiproduktion. Denne artikel forklarer årsagerne til mikrorevner i solpaneler, hvordan de opdages, deres virkninger, og hvilke typer solpaneler der er mindre tilbøjelige til at producere dem.

Indhold:
Hvorfor er der mikrorevner på mine solpaneler?
Hvilke skader kan mikrorevner forårsage?
Hvordan inspicerer man for mikrorevner under installation og drift af solpaneler?
Vælg de rigtige solpaneler for at reducere mikrorevner

Årsagerne til mikrorevner kan være forskellige og mangesidede:

Fejl i fremstillingen:

Forkert praksis under fremstillingsprocessen kan i høj grad bidrage til forekomsten af mikrorevner i solpaneler. Utilstrækkelig håndtering, suboptimalt materialevalg eller fejl i kvalitetskontrollen skaber et miljø, hvor sårbarheder introduceres. Disse sårbarheder, der stammer fra fremstillingsfasen, bliver potentielle katalysatorer for initiering og udbredelse af mikrorevner i solpanelets struktur. Derfor understreger det det kritiske behov for omhyggelig opmærksomhed på detaljer, korrekt uddannelse af personale og streng overholdelse af kvalitetskontrolprotokoller gennem hele fremstillingsprocessen for at minimere risikoen for dannelse af mikrorevner.

Mekanisk belastning:

Mekanisk stress er en væsentlig faktor, der bidrager til dannelsen af mikrorevner i solpaneler, og det kan kategoriseres i forskellige faser, herunder transport, installation og eksterne miljøfaktorer.

Under transport kan mekanisk stress påvirke solpanelerne betydeligt, især når det gælder emballage, opbevaring og håndtering i forsyningskæden. Uhensigtsmæssige emballerings- eller opbevaringsprocedurer kan udsætte solpanelerne for for stort tryk, hvilket kan resultere i dannelsen af mikrorevner. Forkerte transportmetoder, herunder hårdhændet håndtering eller forkert stabling, kan udsætte solpaneler for vibrationer og stød, hvilket resulterer i mekanisk stress og en øget risiko for dannelse af mikrorevner.
   
Derfor er det afgørende at løse problemer i forbindelse med emballering, opbevaring og håndtering for at minimere risikoen for dannelse af mikrorevner i transportfasen.

Installationsinduceret mekanisk stress er også et kritisk problem for solpaneler. Forhold som forkert stabling, udstyr, der hviler på panelerne, utilsigtede stød og installation på ikke-plan overflade kan skabe lokale trykpunkter, der fører til dannelse af mikrorevner. Når panelerne trækkes under transport, opstår der spændinger på grund af friktion, mens forkerte bæreteknikker, som f.eks. kun at bruge én person eller at sidde på kanten af modulet, kan forårsage ujævne kræfter. Disse fremgangsmåder udgør en risiko for solpanelernes effektivitet og levetid og understreger behovet for omhyggelig håndtering og installationsprocedurer for at mindske mekanisk stress og sikre optimal ydeevne.

Som det fremgår af figuren nedenfor, viste en test, at hvis man hviler skuldrene og hovedet forkert på panelet, når man går op ad en trappe, falder effekten med 1%. Den rigtige måde at bære panelet på er at balancere vægten i hænderne mod panelrammen.

Eksempel på forringet ydeevne på grund af forkert bæring af et solpanel

Den korrekte måde at bære et solpanel på

Under langvarig drift af solpaneler spiller eksterne miljøfaktorer, herunder vejrrelateret stress som vind, hagl og ekstreme temperaturvariationer, en vigtig rolle i at påføre solpaneler mekanisk stress. Disse miljømæssige stressfaktorer kan, når de er vedvarende over tid, bidrage til den kumulative udvikling af mikrorevner. Derfor indebærer en omfattende tilgang til at minimere risikoen for dannelse af mikrorevner i solpaneler at forstå og afbøde mekanisk stress i forskellige faser, fra transport til installation og drift. Ved at adressere både interne håndteringsmetoder og eksterne miljøfaktorer kan solpanelernes overordnede pålidelighed og ydeevne forbedres.

Termisk cykling:

Termisk cykling, som er resultatet af de daglige og sæsonbestemte temperatursvingninger, er en afgørende faktor, der bidrager til udviklingen af mikrorevner i solpaneler. Den konstante udvidelse og sammentrækning af materialerne i solpanelerne, påvirket af varierende sollys og vejrforhold, skaber gunstige betingelser for initiering og udbredelse af mikrorevner over længere eksponeringsperioder. Den gentagne stress, der fremkaldes af termisk cykling, understreger vigtigheden af at overveje temperaturvariationer i design-, fremstillings- og installationsprocesserne for solpaneler for at forbedre deres holdbarhed og levetid.

Øget modstand og termisk beskadigelse: Mikrorevner kan forårsage en stigning i den elektriske modstand, hæve temperaturen og skabe hotspots. Denne eskalering i termisk skade bidrager yderligere til den generelle forringelse af den berørte solcelle. I visse tilfælde kan mikrorevner sprede sig og føre til isolering af et betydeligt område i en individuel celle fra kredsløbet. Denne isolation kan resultere i omvendt bias, hvilket fremkalder forhøjede temperaturer i den tilsluttede del af cellen. Når temperaturen stiger, er der risiko for at forårsage permanent skade, hvilket ikke kun mindsker energiproduktionen, men i ekstreme tilfælde kan føre til katastrofale fejl, såsom glasbrud eller, i uheldige tilfælde, brand på grund af intens varme genereret af en celle i omvendt bias.

Reduceret effekt: Den øgede elektriske modstand fører til et fald i strømproduktionen, hvilket medfører et fald i solpanelets samlede effektivitet.

Udbredelse af revner og modulfejl: Hvis mikrorevnerne bliver længere, kan de udvikle sig til større revner og potentielt standse eller afslutte hele modulets energiproduktion. Det gør det nødvendigt at udskifte modulet og påvirker solpanelets samlede levetid betydeligt.

For at afbøde disse skadelige virkninger er det vigtigt med tidlig opdagelse gennem regelmæssige inspektioner. Som nævnt tidligere kan man anvende forskellige metoder til at identificere og behandle mikrorevner med det samme, så man sikrer solpanelernes vedvarende ydeevne og lange levetid.

At opdage mikrorevner i solpaneler er en central proces, der er afgørende for at sikre optimal ydeevne og forlænget levetid. Forskellige inspektionsmetoder tager højde for forskellige scenarier i både installations- og driftsfasen:

EL (Elektroluminescens):
Elektroluminescens (EL) fungerer efter princippet om at generere lys, når der tilføres elektrisk strøm til et materiale. I forbindelse med solceller anvendes EL til at visualisere og identificere defekter, der ikke er lette at se med alternative metoder. EL-test viser sig at være særligt effektiv til at opdage mikrorevner, ødelagte celler og andre interne defekter i solceller. Denne metode giver direkte indsigt i cellernes strukturelle integritet og afdækker skjulte problemer, som måske ikke opdages med andre testmetoder.

ELCD (elektroluminescensdetektion af revner):
ELCD udnytter elektroluminescens til effektivt at detektere mikrorevner i solpaneler. Ved at tilføre elektrisk strøm aktiveres elektroluminescerende materialer, der producerer synligt lys, som ændres af mikrorevner og gør dem visuelt detekterbare. Denne ikke-destruktive metode er afgørende for kvalitetskontrol under fremstillingen og forebyggende vedligeholdelse i marken. I modsætning til traditionel elektroluminescens (EL) er ELCD specifikt designet til detektering af mikrorevner, hvilket giver øget præcision i lokalisering og visualisering af disse små strukturelle defekter. ELCD's specificitet gør det til et værdifuldt værktøj, der sikrer pålideligheden og effektiviteten af solpanelinstallationer ved at løse problemer, der måske ikke opdages med andre testmetoder.

Ud over disse to måder er der flere andre metoder:

Fotoluminescens-billeddannelse:
Fotoluminescensbilleder, der bedst bruges under installation og drift, identificerer mikrorevner, der påvirker solcellernes konverteringseffektivitet. Denne teknik integreres problemfrit i regelmæssige vedligeholdelsesrutiner for at opretholde den løbende effektivitet.

Infrarød billeddannelse:
Infrarød billeddannelse (IR) fungerer ved at opfange den termiske stråling, der udsendes af et objekt, hvilket gør det muligt at identificere temperaturvariationer, der indikerer defekter eller uregelmæssigheder. Specifikt i solceller bruges IR i vid udstrækning til termiske inspektioner for at opdage overophedning, identificere fejlbehæftede komponenter og spotte uregelmæssigheder i både solceller og fotovoltaiske moduler. Denne teknik er især effektiv til at identificere problemer i forbindelse med elektriske forbindelser, såsom løse eller beskadigede ledninger.

Visuel inspektion og mikroskopisk undersøgelse:
Visuel inspektion og mikroskopisk undersøgelse er mest anvendelig under installation og rutinemæssig vedligeholdelse og involverer direkte observation og detaljeret strukturel undersøgelse. Denne praktiske tilgang identificerer effektivt synlige revner på solpanelernes overflader.

I praksis kan fagfolk vælge at anvende disse inspektionsmetoder enkeltvis eller i kombination, afhængigt af solpanelsystemets specifikke krav og omstændigheder. Det er bydende nødvendigt at engagere uddannede eksperter, især når man bruger avanceret teknisk udstyr, for at sikre præcis detektion og analyse af mikrorevner. Regelmæssig overvågning og en omfattende tilgang bidrager væsentligt til solenergisystemets samlede pålidelighed og levetid.

Når det gælder solpaneler, er håndtering af mikrorevner afgørende for at sikre systemets pålidelighed og ydeevne. Mikrorevner er en almindelig udfordring, men innovative teknologier som IBC-teknologi og HJT-teknologi har reduceret mikrorevnernes indvirkning på ydeevnen betydeligt, og fordelene ved deres modstandsdygtighed over for mikrorevner er specificeret i de følgende punkter:

HJT-solpaneler:

N-type monokrystallinsk siliciumsubstrat:

HJT solceller anvender et N-type monokrystallinsk siliciumsubstrat, der er kendt for sin høje renhed og ensartethed. Sammenlignet med polykrystallinsk silicium er den monokrystallinske struktur mere kompakt og konsistent, hvilket hjælper med at reducere mikrorevner forårsaget af spændingskoncentration.

Ikke-doteret amorf siliciumlag (i-a-Si:H)

På det monokrystallinske siliciumsubstrat aflejres et lag af ubehandlet amorft silicium, der fungerer som et "bufferlag". Dette lag giver ekstra elasticitet og beskyttelse, når cellen udsættes for fysisk stress, såsom bøjning eller tryk under transport og installation. Det er med til at afhjælpe stress på substratet og dermed reducere dannelsen af mikrorevner.

Komplet forarbejdningsmetode til halve celler:

HJT solpaneler bruger en unik komplet halvcellebehandlingsteknik, der helt undgår skæreskader på solcellerne. Denne innovative tilgang minimerer markant virkningen af mikrorevner på solpaneler og adresserer proaktivt potentiel skade under fremstillings- og håndteringsprocesser.

Lavere produktionstemperatur:

Sammenlignet med traditionelle krystallinske siliciumsolceller produceres HJT-celler ved lavere temperaturer. Denne reducerede forarbejdningstemperatur betyder, at materialerne udsættes for mindre termisk stress under produktionen, hvilket hjælper med at reducere dannelsen af mikrorevner.

Optimeret overordnet struktur:

HJT-cellernes overordnede struktur er optimeret under design og fremstilling for at forbedre deres modstandsdygtighed over for fysisk stress. For eksempel er cellernes kanter og hjørner designet til at være glattere, hvilket reducerer spændingskoncentrationspunkter.

Ultra-multi samleskinnedesign:

HJT-paneler har et design med smallere samleskinner, hvilket reducerer mængden af sølvpasta, der bruges, og dermed mindskes skyggeeffekter, samtidig med at strømtransmissionsafstandene forkortes. Dette design forbedrer ikke kun panelernes elektriske ydeevne, men minimerer også strømtabet forårsaget af mikrorevner, beskadigede samleskinner og brud, hvilket yderligere forbedrer panelets pålidelighed og levetid.

Forbedret mekanisk styrke:

Gennem de forskellige design- og produktionsoptimeringer, der er nævnt ovenfor, er HJT-solcellernes samlede mekaniske styrke forbedret. Denne øgede styrke hjælper med at opretholde cellernes integritet under transport og installation, hvilket reducerer risikoen for mikrorevner.

Maysun Solar udnytter de uovertrufne fordele ved heterojunction-teknologi (HJT), hvilket resulterer i, at vores HJT-solpaneler gør et betydeligt fremskridt inden for solenergiproduktion. Disse paneler opnår ikke kun et kvantespring i effektivitet, men udviser også en bemærkelsesværdig forbedring i modstandsdygtighed over for mikrorevner.

IBC-solpaneler:

IBC-solpaneler har en betydelig fordel, når det gælder vejrbestandighed. Det innovative All Back Contact-design, der er indarbejdet i IBC-solpaneler, forhindrer trækskader og løsrivelse, der skyldes den termiske udvidelse og sammentrækning af den forreste svejsestrimmel under kraftig temperaturbelastning. Denne designfunktion garanterer solpanelernes ensartede og stabile strømproduktion og mindsker de negative virkninger af termiske variationer på panelets integritet.

Maysun Solars nyeste generation af IBC-solpaneler (Interdigitated Back Contact) integrerer problemfrit modstandsdygtighed over for mikrorevner, høj effektivitet, æstetisk tiltrækningskraft og en forlænget driftslevetid. At vælge Maysun Solars IBC-solpaneler er en fornuftig beslutning for personer, der ønsker at maksimere både effektivitet og ydeevne. Billedet nedenfor viser IBC 430W Full Black solpaneler installeret på et tag af en tysk kunde fra Maysun Solar. For yderligere information, klik venligst på knappen nedenfor.

Maysun Solar har specialiseret sig i at producere solcellemoduler af høj kvalitet siden 2008. Vælg mellem vores brede udvalg af solcellepaneler i sort, sort ramme, sølv og glas, der anvender halvskårne, MBB-, IBC-, HJT- og Shingled-teknologier. Disse paneler har en overlegen ydeevne og et stilfuldt design, der passer perfekt ind i enhver bygning. Maysun Solar har med succes etableret kontorer, lagre og langsigtede relationer med fremragende installatører i adskillige lande! Kontakt os for at få de seneste tilbud på moduler eller andre PV-relaterede forespørgsler. Vi glæder os til at hjælpe dig.

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

Du kan måske også lide: