Mikrorisse in den Zellen, Hot Spots und PID-Effekte waren einst drei Hauptprobleme, die die Leistung von PV-Modulen aus kristallinem Silizium beeinflussten. Mit dem raschen Fortschritt der Prozesstechnologie, der Ausrüstung und der Materialien in den letzten Jahren konnten diese Probleme im Produktionsprozess von Solarmodulen erheblich verbessert werden, und die Qualität der Solarmodule, die das Werk verlassen, ist garantiert.
Das Problem der Mikrorisse, die durch unsachgemäße äußere Einwirkungen bei der Lagerung, dem Transport und der Installation von Modulen verursacht werden, ist in den letzten Jahren zu einem neuen Problem geworden, das mit der raschen Entwicklung des dezentralen Marktes einhergeht und auf große und kleine Installationsteams unterschiedlicher Qualität oder ohne systematische Schulung zurückzuführen ist, nachdem die Module das Werk verlassen haben und vor und nach der Installation. In diesem Abschnitt befassen wir uns mit den Ursachen von Mikrorissen in Solarmodulen während des Transports, der Installation und der Nutzung sowie mit den negativen Auswirkungen von Mikrorissen und den wichtigsten Behandlungsmöglichkeiten.
Mikrorisse sind unsichtbare Risse, die sich in der Zelleinheit bilden können und für das menschliche Auge nicht sichtbar sind, wenn die Zelle (Module) hohen mechanischen oder thermischen Belastungen ausgesetzt ist.
Was sind die Ursachen für die Bildung von Mikrorissen?
Zellbrüche sind ein häufiges Problem sowohl für Hersteller von Solarmodulen als auch für Anlagenbesitzer, sowohl vor als auch nach der Installation. Mikrorisse in Solarmodulen werden durch mechanischen Druck während des Transports und der Installation sowie durch raue Wetterbedingungen verursacht.
Mechanische Belastung ist eine innere Kraft, die zwischen den Teilen eines Objekts wirkt und versucht, der äußeren Ursache zu widerstehen und das Objekt aus seiner Position nach der Verformung in seine Position vor der Verformung zurückzubringen, wenn sich ein Objekt aufgrund einer äußeren Ursache (Kraft, Feuchtigkeits- und Temperaturänderung usw.) verformt.
Mechanische Belastungen können in Logistik- und Lieferkettenprozessen durch folgende Faktoren verursacht werden:
(1) unzureichende Verpackung
(2) Ungeeignete Transportarten
(3) Ungeeignete Handhabungsmethoden
Mechanische Beanspruchung kann bei der Installation einer PV-Anlage verursacht werden durch:
(1)Verwendung der Module als Plattform für andere Geräte oder als Trittfläche;
(2)Herabfallen der Module, wenn sie auf das Dach gehoben werden;
(3) Die Installation auf einer nicht ebenen Fläche kann dazu führen, dass sich der Montagerahmen verdreht und das Modul belastet wird.
Mikrorisse in PV-Solaranlagen können auch durch die folgenden Umweltfaktoren verursacht werden:
(1)Thermische Schwankungen oder der Temperaturunterschied zwischen Tag und Nacht;
(2) Gefrieren und Feuchtigkeit
(3) Wind und zyklische (oder dynamische) Druckbelastungen
(4)Starker Schneefall
(5) Hagel
Wie werden Mikrorisse nach der Installation entdeckt?
Die erfolgreichste Methode zur Lokalisierung von Fehlern in Solarmodulen vor Ort ist der Einsatz von Infrarotkameras zur Messung von Temperaturunterschieden auf der Oberfläche des Solarmoduls. Wenn sie dem Sonnenlicht ausgesetzt sind, bilden rissige Solarmodulzellen eine Zone mit hohem Widerstand und höherer Temperatur als die benachbarten Zellen.
Eine Infrarotkamera kann Stellen mit großen Temperaturschwankungen erfolgreich identifizieren und das Wartungspersonal alarmieren, so dass die fragwürdigen Module sofort untersucht werden können.
DISSEM, ein koreanischer Partner von Allied Vision, hat einen führenden Anbieter von Solarzellen-Inspektionssystemen bei der Entwicklung einer kostengünstigen Bildgebungslösung unterstützt, die auf Elektrolumineszenz im nahen Infrarotbereich basiert.
Was sind die schädlichen Folgen von Mikrorissen?
Mikrorisse können zu Verlusten und Hot-Spot-Effekten führen
Der Studie zufolge können Mikrorisse zu einer elektrischen Unterbrechung führen, wodurch einige Zellkomponenten inaktiv werden. Da Mikrorisse jedoch eine Vielzahl von Auswirkungen haben können, darunter auch überhaupt keinen Einfluss, ist es schwierig, den durch diese Mikrorisse verursachten Leistungsverlust zu quantifizieren. Jedes Modul mit einem Mikroriss auszusondern, kann zu Problemen führen, insbesondere im Hinblick auf die Garantie, aber es ist nicht notwendig, dass alle Module mit der für die Lebensdauer des Moduls garantierten Leistung arbeiten. Bestimmten Studien zufolge kann ein Modul mit mehreren Rissen, die nicht bestimmte Teile der Zelle trennen, Verluste von bis zu 2,5 % aufweisen. Bei einem Modul mit Mikrorissen, die einzelne Bereiche der Zelle abtrennen, können noch höhere Verluste auftreten. Mikrorisse können auch das Entstehen von Hot Spots verursachen. Diese entstehen, wenn der Innenwiderstand einer beschädigten Zelle ansteigt und Strom durch sie fließt, wodurch sich die Temperatur der Zelle erhöht. Es hat sich gezeigt, dass Hot Spots die Zellschäden verschlimmern.
Mikrorisse können zu Stromausfällen in Solarmodulen und sogar zu Flammen führen.
Einige Mikrorisse auf dem Solarmodul sind nicht offensichtlich, und mit einem direkten Blick sind sie auch nicht zu erkennen. Viele Menschen glauben, dass es kein Problem gibt und dass sie die Anlage weiter benutzen können. Allerdings sind Mikrorisse ein direkter Faktor, der zu einem Leistungsabfall des Solarmoduls führt. Es kann einige sehr leichte, in diesem Stadium der Testleistung wird nicht viel ändern, aber nach ein paar Monaten, ein Jahr der thermischen Ausdehnung und Kontraktion, wird die Leistung der Solarmodule stark fallen. Es kann sich sogar ein schwerer interner Kurzschluss entwickeln, der zu Bränden und anderen Problemen führt.
Mikrorisse können bei Solarmodulen zu Stromausfällen und sogar zu Flammen führen.
Wie werden Mikrorisse repariert?
Mikrorisse bilden sich innerhalb der Zellen und können nicht geheilt werden, ohne dass ein Modul ausgetauscht wird. Wenn die Mikrorisse jedoch nur geringe Auswirkungen auf die normale Leistung der Solarmodule haben, können sie weiterverwendet werden. Daher sollten sich Installateure und Endverbraucher darauf konzentrieren, wie sie Solarmodule auf wissenschaftliche Weise handhaben, installieren und nutzen, um Mikrorisse zu vermeiden.
Wie können Mikrorisse vermieden werden?
Um Mikrorisse in Solarmodulen wirksam zu vermeiden, müssen drei kritische Bereiche berücksichtigt werden: Herstellung, Transport und Installation sowie die Betriebsumgebung. Eine entscheidende Komponente der Strategie ist die Auswahl eines Solarmodulherstellers, der die Notwendigkeit der Vermeidung von Mikrorissen versteht.
Ein kompetenter Anbieter von Solarmodulen muss die folgenden Anforderungen erfüllen:
(1) eine gut organisierte Lieferkette
(2) Ein auf Garantien basierendes Kundengarantieprogramm
(3) Ein Prüfverfahren, das sicherstellt, dass jedes Modul einer EL-Prüfung unterzogen wird
(4)Ein guter Ruf
Wie lassen sich Mikrorisse bei der Lagerung von Solarmodulen in einem Lagerhaus vermeiden?
1. Zur Erleichterung des Transports und zur Vermeidung von schrägen Komponenten, die durch versteckte Risse oder Beschädigungen verursacht werden, sollte die komplette Kiste mit den Komponenten auf eine ebene, offene Position gestellt werden.
2. Die Gesamthöhe der gestapelten Kisten darf die Höhe von zwei Kisten nicht überschreiten. Achten Sie sehr darauf, wie die Palette sanft auf und ab bewegt wird, um zu vermeiden, dass sich die Palettenecken in der Luft befinden.
3. Die Bauteile sollten nach dem Aufstellen so wenig wie möglich bewegt und zur Baustelle transportiert werden, da dies die Gefahr von versteckten Rissen in den Bauteilen erhöht.
4. Nachdem die Bauteile sorgfältig geordnet wurden, sollten sie mit Materialien wie z. B. bunt gestreiften Tüchern abgedeckt werden, um sichtbare Schäden oder verborgene Risse zu verhindern, die durch das Kippen oder Umkippen der Bauteile entstehen, nachdem die Baustelle ständigen Regenfällen ausgesetzt war.
5. Bei der vorübergehenden Aufstellung müssen die Bauteile ordnungsgemäß gestapelt und auf eine Palette oder eine ebene Fläche gelegt werden, wobei die mittleren Bauteile mit der Rückseite nach oben und die ersten und letzten Bauteile mit der Glasseite nach oben zeigen müssen. Die flachen Bauteile können nur auf maximal 18 Stück gestellt werden.
6. Sie müssen sorgfältig angeordnet und vorübergehend diagonal an Säulen oder anderen Gegenständen angebracht werden; die tragenden Gegenstände müssen eben sein, dürfen nicht vorstehen und dürfen nicht mehr als 10 Stück umfassen.
7. Bei der Installation von Solarmodulen sollten die provisorischen Module noch am selben Tag verladen werden, und die übrigen Module sollten ordentlich und flach oder gut geschützt positioniert werden, damit sie nicht zusammenbrechen, wenn sie unbeaufsichtigt bleiben.
Wie lassen sich Mikrorisse bei der sekundären Handhabung vermeiden?
1. Zwei Personen sind erforderlich, um jedes Bauteil nach dem Auspacken zum Einbauort zu transportieren. Damit entfällt die Notwendigkeit, dass eine Person ein oder mehrere Bauteile trägt, die Gefahr, dass die Bauteile aus der Hand gleiten, wird verringert und das Risiko von versteckten Rissen oder Beschädigungen der Bauteile durch Stöße oder Erschütterungen wird reduziert.
2. Achten Sie beim Hantieren mit den Bauteilen auf Ihre Umgebung, um zu vermeiden, dass sie zusammenfallen und versteckte Risse oder explodierende Platten verursachen.
3. Wenn die Teile fertig sind, stützen Sie sich auf die Träger, anstatt sie flach auf den Boden zu legen.
4. Um eine Beschädigung der Bauteile während des Transfers zu vermeiden, sollten nur Gabelstapler und Kräne verwendet werden, und ungewöhnliche Maschinen (Bagger, Lader usw.) sollten vermieden werden.
5. Es ist von entscheidender Bedeutung, die Bauteile gut abzudecken, wenn sie sich auf dem Dach befinden, um unbeabsichtigte Kollisionen mit den Wänden oder ihren Ecken zu vermeiden, die zu inneren Brüchen oder äußerlich sichtbaren Narben führen könnten.
Wie können Mikrorisse bei der Montage vermieden werden?
1. Montieren Sie die Bauteile von oben nach unten, indem Sie sie von oben nach unten einbauen. Vermeiden Sie bei der Montage der Bauteile die Verwendung von Ziegelsteinen, Holzdübeln oder anderen provisorischen Befestigungsmethoden; verwenden Sie zumindest die beiden oberen Bolzen zur provisorischen Befestigung.
2. Das Montagepersonal sollte es vermeiden, bei der Montage auf die Bauteile zu treten, zu sitzen, zu knien, zu drücken, zu klopfen, zu quetschen oder sie physisch zu berühren. Aufgrund der geringen Spannung, die auf die internen Batteriezellen einwirkt, könnte dies zu versteckten Rissen in den Bauteilen führen.
3. Die Federteller müssen nivelliert und die Befestigungsbolzen der Komponenten entsprechend eingestellt werden.
4. Wenn Sie den Druckblock zur Befestigung der Komponenten verwenden, sollte die horizontale Fläche des Druckblocks fest mit dem Komponentenrahmen in Kontakt sein, um das Auftreten eines Quetschwinkels zu vermeiden.
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