Vor einigen Jahren waren Mikrorisse in den Zellen, Hot Spots und PID-Effekte drei wichtige Faktoren, die die Leistung von PV-Modulen aus kristallinem Silizium beeinträchtigten. In den letzten Jahren wurden diese Probleme durch den raschen Fortschritt der Prozesstechnologie, der Ausrüstung und der Materialien bei der Herstellung von Solarmodulen erheblich verbessert, und die Qualität der Solarmodule, die das Werk verlassen, ist garantiert.
In den letzten Jahren hat sich mit der raschen Entwicklung des dezentralen Marktes das Problem der Mikrorisse, die durch unsachgemäße äußere Einwirkungen bei Lagerung, Transport und Installation der Module verursacht werden, zu einem neuen Problem entwickelt, das 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. Im Folgenden werden wir uns auf die Ursachen von Mikrorissen in Solarmodulen während des Transports, der Installation und der Nutzung, die negativen Auswirkungen von Mikrorissen und die wichtigsten Lösungen konzentrieren.
Mikrorisse sind unsichtbare Risse, die in der Zelleinheit entstehen können und mit bloßem Auge nicht leicht zu erkennen sind, wenn die Zelle (Module) großen mechanischen oder thermischen Belastungen ausgesetzt ist.
Wie kommt es zur Bildung von Mikrorissen?
Vor und nach der Installation sind Zellbrüche ein regelmäßiges Problem sowohl für Hersteller von Solarmodulen als auch für Anlagenbesitzer. Mechanische Belastungen während des Transports und der Installation sowie extreme Umweltfaktoren sind für Mikrorisse in Solarmodulen verantwortlich.
Wenn sich ein Objekt aufgrund einer äußeren Ursache (Kraft, Feuchtigkeits- und Temperaturschwankungen usw.) verformt, ist die mechanische Spannung eine innere Kraft, die zwischen den Teilen des 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.
Mechanische Spannungen im Logistik- und Lieferkettenprozess können hervorgerufen werden durch:
(1) unsachgemäße Verpackung
(2) Ungeeignete Transportmittel
(3)Ungeeignete Handhabungsmethoden
Mechanische Belastungen bei der Installation einer PV-Solaranlage können durch folgende Faktoren verursacht werden
(1) Verwendung der Module als Plattform für andere Geräte oder als Trittfläche
(2) Module, die beim Anheben auf das Dach abstürzen oder herunterfallen
(3) Die Installation auf einer nicht ebenen Fläche kann dazu führen, dass sich der Montagerahmen verdreht und das Modul belastet wird.
Die folgenden Umweltfaktoren können ebenfalls zu Mikrorissen in PV-Solaranlagen führen
(1) Thermische Schwankungen, d. h. der Temperaturwechsel zwischen Tag und Nacht
(2) Gefrieren und Feuchtigkeit
(3) Windbelastung und zyklische (oder dynamische) Druckbelastung
(4) Starker Schneefall
(5) Hagel
Wie können Mikrorisse nach der Installation gefunden werden?
Der Einsatz von Infrarotkameras zur Verfolgung von Temperaturschwankungen auf der Oberfläche von Solarmodulen ist die effektivste Methode, um Fehler in Solarmodulen vor Ort zu lokalisieren. Rissige Solarmodulzellen entwickeln eine Zone mit hohem Widerstand und einer höheren Temperatur als die benachbarten Zellen, wenn sie dem Sonnenlicht ausgesetzt sind.
Eine Infrarotkamera kann Bereiche mit großen Temperaturschwankungen effektiv identifizieren und das Wartungsteam benachrichtigen, damit es die fraglichen Module sofort untersuchen kann.
Der koreanische Partner von Allied Vision, DISSEM, hat einem führenden Anbieter von Solarzellen-Inspektionssystemen geholfen, eine kostengünstige Bildgebungslösung zu entwickeln, die auf spektraler Elektrolumineszenz im nahen Infrarotbereich basiert.
Welche negativen Auswirkungen haben Mikrorisse?
Mikrorisse können Verluste verursachen und zu Hotspot-Effekten führen
Laut der Studie können Mikrorisse eine elektrische Trennung verursachen, die einige Zellkomponenten inaktiv werden lässt. Da Mikrorisse jedoch eine Reihe von Auswirkungen haben können, darunter auch gar keine, ist es schwierig, den durch diese Mikrorisse verursachten Leistungsverlust abzuschätzen. Jedes Modul, das einen Mikroriss aufweist, auszusortieren, kann zu Problemen führen, insbesondere im Hinblick auf die Garantie, aber das ist nicht erforderlich, damit alle Module weiterhin die Leistung erbringen, die für die Lebensdauer des Moduls zugesichert ist. Einigen Untersuchungen zufolge kann ein Modul mit mehreren Rissen, die nicht einzelne Bereiche der Zelle trennen, Verluste von bis zu 2,5 % erleiden. Bei einem Modul mit Mikrorissen, die Teile der Zelle isolieren, kann es zu höheren Verlusten kommen. Als Folge von Mikrorissen können sich auch Hot Spots bilden. Diese entstehen, wenn sich der Innenwiderstand einer beschädigten Zelle erhöht und der Strom durch die Zelle fließt, wodurch sich die Temperatur der Zelle erhöht. Es ist erwiesen, dass heiße Stellen den Schaden an einer Zelle verschlimmern.
Mikrorisse können bei Solarmodulen zu Leistungsverlusten und sogar zu Bränden führen
Einige Mikrorisse auf dem Solarpanel ist nicht offensichtlich, direkten Blick ist auch nicht in der Lage zu sehen, werden viele Menschen das Gefühl, dass es nicht viel Problem, können Sie weiterhin verwenden, in der Tat nicht, Mikrorisse wird ein direkter Faktor ist es, einen Rückgang der Leistung des Solarpanels verursachen, kann es einige sehr geringfügig, in diesem Stadium der Testleistung wird nicht viel ändern, aber nach ein paar Monaten, ein Jahr der thermischen Expansion und Kontraktion, wird die Leistung der Solarmodule stark fallen. Sogar einige schwerwiegende interne Kurzschluss wird auftreten, was zu Feuer und so weiter.
Wie können Mikrorisse repariert werden?
Mikrorisse entstehen innerhalb der Zellen und können nicht ohne einen Modulaustausch repariert werden. Wenn die Mikrorisse jedoch keine großen Auswirkungen auf den normalen Betrieb der Solarmodule haben, können sie weiterhin verwendet werden. Daher sollten sich Installateure und Endverbraucher darauf konzentrieren, wie sie Solarmodule wissenschaftlich behandeln, installieren und verwenden, um Mikrorisse zu vermeiden.
Wie lassen sich Mikrorisse verhindern?
Um Mikrorisse in Solarmodulen wirksam zu verhindern, müssen drei entscheidende Bereiche berücksichtigt werden: Produktion, Transport und Installation sowie die Betriebsumgebung. Eine Schlüsselkomponente des Konzepts ist die Wahl eines Solarmodulherstellers, der sich der Notwendigkeit der Vermeidung von Mikrorissen bewusst ist.
Ein qualifizierter Lieferant von Solarmodulen sollte die folgenden Bedingungen erfüllen
(1) eine organisierte Lieferkette
(2) Ein Garantieprogramm für die Kunden
(3) Ein Prüfverfahren, das garantiert, 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. Um den Transport zu erleichtern und gleichzeitig zu vermeiden, dass die Bauteile aufgrund versteckter Risse oder Beschädigungen schief liegen, sollte die gesamte Kiste mit den Bauteilen auf einer ebenen, offenen Fläche gestapelt werden.
2. Die Gesamthöhe des Kistenstapels darf nicht mehr als die Höhe von zwei Kisten betragen. Achten Sie genau darauf, wie die Palette vorsichtig auf und ab bewegt wird, um zu verhindern, dass die Palettenecken in der Luft stehen.
3. Die Bauteile sollten nach dem Aufstellen so weit wie möglich vermieden werden, bevor sie zur Baustelle transportiert werden, um eine weitere Handhabung oder Bewegung zu vermeiden, da dies die Möglichkeit von versteckten Rissen in den Bauteilen erhöht.
4. Die Bauteile sollten mit Materialien, wie z. B. bunt gestreiften Tüchern, abgedeckt werden, sobald sie ordentlich angeordnet sind, um offensichtliche Schäden oder verborgene Risse zu vermeiden, die durch das Kippen oder Umkippen der Bauteile entstehen, nachdem die Baustelle einer ständigen Abschwemmung durch Regenwasser ausgesetzt war.
5. Die Bauteile müssen ordentlich angeordnet und auf einer Palette oder einer ebenen Fläche platziert werden, wenn sie dort vorübergehend aufgestellt werden, wobei die mittleren Bauteile mit der Rückseite nach oben und das erste und letzte Bauteil mit der Glasseite nach oben zeigen müssen. Die flachen Teile dürfen nicht auf mehr als 18 Stück gelegt werden.
Sie müssen ordentlich angeordnet und vorübergehend diagonal gegen Säulen oder andere Gegenstände gestellt werden; die tragenden Gegenstände müssen flach sein, ohne Vorsprünge, und dürfen nicht mehr als zehn Stück umfassen.
7. Bei der Installation von Solarmodulen sollten die Solarmodule, die vorübergehend irgendwo platziert werden, noch am selben Tag verladen werden, und die übrigen Module müssen ordentlich und flach oder gut geschützt platziert werden, damit sie nicht zusammenbrechen, wenn sie unbeaufsichtigt bleiben.
Wie können Mikrorisse bei der Weiterverarbeitung verhindert werden?
1. Nach dem Auspacken der Bauteile werden zwei Personen benötigt, um jedes Bauteil zum Einbauort zu tragen. Dadurch wird verhindert, dass eine Person ein oder mehrere Bauteile trägt, das Risiko, dass die Bauteile aus der Hand fallen, und das Risiko von versteckten Rissen oder Schäden an den Bauteilen durch Stöße oder Erschütterungen wird verringert.
2. Achten Sie beim Hantieren mit den Bauteilen auf Ihre Umgebung, um zu vermeiden, dass Sie gegen irgendetwas stoßen und versteckte Risse oder explodierende Teile verursachen.
3. Wenn die Teile für den Einbau bereit sind, stützen Sie sich auf die Träger der Halterung, anstatt sie flach auf den Boden zu legen.
4. Um eine Beschädigung der Bauteile während des Transfers zu vermeiden, sollten die Bauteile nur mit Gabelstaplern und Kränen transportiert werden; ungewöhnliche Maschinen (Bagger, Lader usw.) sollten verboten werden.
5. Es ist wichtig, die Bauteile gut abzudecken, wenn sie sich auf dem Dach befinden, um unbeabsichtigte Zusammenstöße zwischen ihnen und den Wänden oder ihren Ecken zu vermeiden, die zu schwer erkennbaren inneren Rissen oder äußerlich erkennbaren Narben führen könnten.
Wie kann man Mikrorisse beim Einbau verhindern?
1. Bauen Sie die Bauteile von oben nach unten ein. Ziegelsteine, Holzdübel und andere provisorische Befestigungsmethoden sollten bei der Montage der Bauteile vermieden werden; zumindest sollten die beiden oberen Bolzen zur provisorischen Befestigung verwendet werden.
2. Bei der Montage von Bauteilen sollten die Monteure es vermeiden, auf die Bauteile zu treten, zu sitzen, zu knien, zu drücken, zu klopfen, zu quetschen oder direkt auf sie zu schlagen. Dies kann zu versteckten Rissen in den Bauteilen führen, da die internen Batteriezellen örtlich begrenzt belastet werden.
3. Die Federpads müssen nivelliert und die Befestigungsschrauben für die Komponenten müssen ordnungsgemäß angezogen werden.
4. Um das Auftreten eines Quetschwinkels zu vermeiden, sollte die horizontale Fläche des Druckblocks fest mit dem Komponentenrahmen in Kontakt sein, wenn er zur Befestigung der Komponenten verwendet wird.
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