perché il test EL del modulo solare è importante?

1. cos'è il test dell'elettroluminescenza(el)?
quando la corrente passa attraverso le celle solari fotovoltaiche, si verifica l'emissione di luce. questo fenomeno è chiamato elettroluminescenza(el). i test dei moduli che utilizzano questo fenomeno possono rilevare difetti nascosti nella struttura delle celle fotovoltaiche. questo metodo rende il distribuzione attuale visibile nel modulo solare fotovoltaico e aiuta a rilevare i difetti.

con l'aiuto di un test EL, un produttore FV può valutare la qualità strutturale delle celle FV o qualsiasi altro difetto generato durante la manipolazione.

i difetti riscontrabili da EL sono i seguenti:

• microfessure
• crepe cellulari
• difetti di saldatura
• difetti del pid
• guasto del diodo
• cellula morta
• graffi sul retro
• difetti del wafer

2. difetti e impatto dei difetti in un modulo identificato da EL image
di seguito viene fornita una breve descrizione di importanti difetti di EL che possono portare a un calo delle prestazioni

a) microfessure
le microfessure possono creare una separazione elettrica, con conseguente parte della cella inattiva. determinare la perdita di potenza causata dalle microfessure è difficile. può avere effetti variabili senza alcun effetto. le microfessure nei wafer di silicio sono minuscole crepe che compaiono a causa di danni durante la produzione, spedizione, installazione, o funzionamento.

come prevenire le microfessure
per prevenire le microfessure solari, devono essere affrontate tre aree, vale a dire la produzione, i trasporti, e l'ambiente. Un produttore di pannelli solari deve riconoscere questa area preventiva.

il fornitore dovrebbe avere quanto segue:

• una filiera ben definita
• una procedura di test che garantisce che ogni modulo riceva il test EL
• una forte reputazione

come si verificano le microfessure
una delle principali cause di microfessure sono i difetti di fabbricazione. tuttavia, ci sono anche alcune cause ambientali naturali che causano microfessure, come:

• ciclo termico (variazione della temperatura tra notte e giorno)
• umidità e gelo
• carichi di pressione ciclici (o dinamici) e carichi del vento
• forte nevicata
• salve

microcricche possono verificarsi anche durante l'installazione, a causa di una serie di motivi, quali:

• calpestare i moduli o appoggiare altre apparecchiature sui moduli
• urtare o far cadere i moduli mentre vengono sollevati sul tetto
• installazione su una superficie non piana, che potrebbe causare torsioni del telaio di montaggio e sollecitare il modulo

figura 1: modulo campione con più microfessure

b) cosa sono le crepe cellulari?
le crepe cellulari causano l'isolamento della regione delle celle. le crepe cellulari sembrano essere più gravi, poiché la corrente non passa attraverso quest'area, e queste possono causare punti caldi o dissipazioni termiche. quando la corrente li attraversa hotspot, riscalda il pannello fotovoltaico e inizia a danneggiarlo. quindi è necessario identificare questi hotspot prima che danneggino completamente il pannello.

figura 2: modulo campione con cella incrinata

c) difetti di saldatura
quando la temperatura durante il processo di saldatura non è sufficientemente alta, avviene la saldatura a freddo. la saldatura a freddo interferisce con il collegamento tra il nastro della cella e la linguetta della cella, impedendo il flusso di elettricità e provocando una perdita di potenza produzione.

data la sua importanza, i produttori di moduli solari effettuano spesso test EL due volte durante il processo di fabbricazione.

se non selezionata, la saldatura a freddo può trasformarsi in punti caldi, abbassando la potenza del modulo e provocando un rischio di incendio.

figura 3: modulo campione con difetti di saldatura

d) guasto del diodo di bypass
quando un diodo di bypass si guasta durante il funzionamento di un modulo, una delle tre stringhe di celle è normalmente spenta. il risultato è una riduzione di un terzo dell'uscita. all'interno della curva di resa di una stringa, con buone condizioni di irraggiamento, si riscontra spesso un calo della resa di questa entità e in numerosi moduli. l'interfaccia essenziale per condurre l'elettricità verso l'esterno è una scatola di giunzione sul retro di un pannello solare.

figura 4: modulo campione con diodo guasto

i diodi di bypass all'interno della custodia della scatola di giunzione possono cortocircuitare e bruciarsi se acqua o polvere penetrano nella custodia.

un diodo di bypass o un connettore bruciati potrebbero causare l'apertura del pannello, impedendo il trasferimento di energia. il guasto del diodo di bypass può essere rilevato con l'aiuto di EL. questi moduli devono essere sostituiti immediatamente per evitare giunzioni -box burn o perdita di resa energetica nell'impianto.

e) potenziale degradazione indotta (pid)
i pannelli solari sono generalmente collegati in lunghe serie per generare un'elevata tensione di sistema, spesso superiore a 1000 V, utilizzata per alimentare gli inverter solari.

figura 5: modulo campione con pid

la grande differenza di tensione tra i telai con messa a terra e le celle solari potrebbe essere eccessiva da gestire per le celle solari di bassa qualità, causandone il guasto. questi difetti possono essere identificati con l'aiuto dell'imaging EL.

f) cellule morte
le cellule morte si verificano quando una particolare cellula smette di condurre corrente. le cellule morte possono essere causate da stress meccanico, che potrebbe aver precedentemente causato una crepa cellulare in quell'area.

figura 6: modulo campione con cella morta

3. quando dovrebbe essere ispezionato un modulo per el?
ora quando qualcuno è a conoscenza dei difetti è importante sapere quando un modulo deve essere ispezionato per el.

a) durante la produzione, per controllare la qualità delle celle delle celle e del modulo, e sostituirle quando necessario

perché questo è importante?

• ciò aiuterà i produttori a identificare i difetti nella primissima fase ed evitare perdite future dovute al rifiuto del lotto o ai reclami in garanzia.
• vantaggi per il produttore: evitare il rifiuto della fornitura in lotti

b) ispezione di terzi tramite EL portatile prima della spedizione.
ciò impedirà l'invio di moduli di cattiva qualità e rifiuterà i lotti prima che raggiungano il campo.

perché questo è importante?

• questo darà fiducia ai proprietari delle risorse che i moduli forniti sono di buona qualità e che possono essere evitati futuri problemi di sostituzione dei moduli dovuti a difetti di fabbricazione.
• vantaggi per i proprietari di asset: evitare il rifiuto di lotti o moduli

c) prova EL pre-installazione:
per verificare i danni di trasporto e spedizione. come sappiamo, il trasporto su strade indiane può essere un vero e proprio ottovolante. poiché i moduli solari sono costituiti da celle fino a 100-500 µm, se i moduli non lo sono manipolato correttamente durante il trasporto o i moduli non vengono trasportati correttamente ciò può causare microfessure o crepe. è anche possibile che il camion di trasporto possa incontrare un incidente durante il trasporto, in questa condizione c'è un alto rischio di moduli rotti e danneggiati.

perché questo è importante?

• richiedere l'assicurazione di trasporto e far sostituire i moduli danneggiati.

d) dopo l'installazione EL test:
la movimentazione in loco può causare guasti ai moduli durante l'installazione. se i moduli non vengono maneggiati correttamente durante il fissaggio o il trasporto all'interno dei siti ciò può causare microfessure o danni al telaio dei moduli. i moduli possono anche cadere accidentalmente durante lo spostamento all'interno del sito . questi possono causare crepe o microfessure o addirittura la rottura dei moduli. questi difetti possono essere identificati da el.

perché questo è importante?

• Il contraente epc potrebbe essere ritenuto responsabile per i danni e i moduli potrebbero essere sostituiti

e) richiedere l'assicurazione contro calamità naturali come grandinate, cicloni, forti piogge, inondazioni ecc.. le spese dei test EL sul campo sono coperte da assicurazione, e ti consente di proteggerti da perdite future come risultato di questa incidenza. mentre si attende che si verifichi la perdita di potenza o i punti caldi causati da microfessure nei moduli, o i moduli microfessurati verranno sostituiti o il denaro verrà tenuto in deposito a garanzia.

soprattutto, senza i dati dei test EL, sarebbe impossibile rivendicare moduli fotovoltaici microcraccati in un secondo momento quando la perdita di alimentazione o le zone calde diventano evidenti. la finestra di opportunità per i proprietari di asset che aspettano alcuni anni dopo l'incidente è avvenute chiusure: le polizze assicurative specificano una tempistica precisa per la denuncia dei danni causati da eventi di forza maggiore.

f) prima di acquistare un bene, prima di firmare un contratto O&M, e per i finanziatori prima dell'esborso

• prima di acquistare un bene sapere che le prestazioni dell'impianto sono importanti. un EL può aiutare a identificare i difetti e proteggere i nuovi proprietari da potenziali perdite di reddito.
• un appaltatore O&M può sempre mitigare i rischi conoscendo lo stato di salute dell'impianto e dei moduli e facendo offerte per un PR in modo adeguato, in modo da evitare la perdita di prestazioni LD, dovuta a un fattore non sotto il suo controllo,.
• per i prestatori, è importante conoscere lo stato di salute del modulo prima di investire., quindi un'immagine EL del modulo può prevedere la qualità attuale dei moduli nel sito.

4. impatto dei difetti se non rilevati?
è noto che la potenza del pannello solare diminuisce all'aumentare della temperatura. la crepa in un modulo ha causato una dissipazione di potenza nell'area inattiva della cella, in quanto limita il passaggio di corrente attraverso l'area inattiva provocando così un aumento della temperatura l'area colpita. nel clima indiano, dove la temperatura del modulo varia in media da 35 gradi a 45 gradi centigradi, una temperatura più alta in un'area inattiva causerà un'ulteriore riduzione della produzione.

si consideri il seguente possibile scenario di un impianto da 100 MW con 350 wp con 285714 pannelli in campo.

• scenario A: la degradazione del pannello del 5% è 1.18% invece di 0.7% a causa dell'area inattiva nelle celle (cella morta)
• scenario B: il degrado del pannello del 10% è dello 0.9% invece dello 0.7% dovuto a crepe o area inattiva a causa di difetti di saldatura.
• scenario C: il 10% dei pannelli è affetto da PID con circa il 5% di degradazione invece dello 0.7%
• nello scenario di cui sopra, un impianto da 100 MW produrrà solo 99.51 MW se pochi difetti EL vengono lasciati inosservati.
• ci sarebbe una perdita di 8.48 lakh di unità di perdita in un anno che potrebbe costare circa 40 lakh di perdita all'anno.
• se vengono rilevati i suddetti difetti, si può richiedere la garanzia, sulla base dei difetti, e considerare i difetti nel calcolo della resa energetica per ridurre al minimo la perdita della garanzia PR.
• se i difetti non vengono identificati ciò può causare ulteriori danni ai pannelli e le perdite possono aumentare ogni anno.

5. conclusione
in questo lavoro, i tipi di difetti in a modulo solare , sono stati discussi i requisiti del test EL, e l'impatto del test EL se non eseguito. è stato descritto che le crepe, le microfessure, le cellule morte possono causare punti caldi in un modulo che può degradare ulteriormente il modulo e può limitare l'invecchiamento prematuro degli impianti solari. questo documento descrive il potenziale guadagno dell'esecuzione di un test EL in diverse fasi del ciclo di vita del modulo ed è stata fornita una breve descrizione con tutte le prospettive . è stato discusso l'impatto sulla perdita di energia dovuta a un guasto EL non rilevato.