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Superamento dei limiti dei test di elettroluminescenza (EL) nei pannelli solari

Come deve essere eseguito il test manuale? Quanti dettagli sono necessari nella foto EL? Se scattiamo le foto in modo tale da poter vedere i dettagli, possiamo capire se è in linea con le linee guida per la qualità nella produzione dei pannelli.

Il viaggio del test EL ha portato con sé anche molte prove, errori e apprendimento.

Per realizzare foto EL, bisogna innanzitutto imparare che cos’è l’EL. L’EL non è solo una foto che si può scattare con un’apparecchiatura; bisogna trasformare il pannello solare in una fonte di elettroluminescenza (EL). In altre parole, si dà energia al pannello solare e lo si trasforma in un riscaldatore UFO. “Cosa intende dire?”, sento chiederle. Sì, accendiamo il pannello solare come una lampada per scattare questa foto.

Poiché la foto è una lunga esposizione, si applica questa tensione per circa 10 secondi, quindi il pannello è a posto, ma se la si applica a lungo durante la fase di prova, si brucia il pannello. Non provi a farlo da solo a casa 🙂

Dopo aver familiarizzato con la tecnologia, abbiamo allestito la nostra piccola stazione di prova e abbiamo iniziato i primi test.

Düşük çözünürlüklü ve net olmayan elektrolüminesans EL fotoğrafı — I nostri primi test EL (prima foto in questa pagina)

Anche se questa foto EL non era nitida e non aveva abbastanza dettagli in pixel, era un’indicazione che eravamo sulla strada giusta. Siamo andati immediatamente sul campo e abbiamo effettuato il nostro primo test.

Sahada ilk Elektrolüminesans EL testi çalışmalarımız — Primo lavoro sul campo

Una sera abbiamo condotto i nostri primi test sul campo presso la sede di un’azienda in cui eseguiamo regolarmente processi di O&M. L’obiettivo era quello di inviare i file al cloud utilizzando RaspberryPi ed elaborarli lì.

Raspberry Pi ile EL testi cihazı haberleşmesi — Il piacere di creare un hotspot wi-fi sul Raspberry Pi e di utilizzarlo sull’iPad connettendosi con SSH 🙂

A questo punto, le tecnologie di comunicazione e di apprendimento automatico erano pronte. L’infrastruttura era presente, ma le immagini non erano di qualità sufficientemente elevata. Quindi, come definiamo la qualità? Quanto deve essere alta la qualità della fotografia EL?

Abbiamo preso come metro di paragone i record di una fabbrica in grado di produrre fotografie EL di alto livello.

Örnek bir fabrika EL test cihazının görüntüsü — Immagine di un tester EL di una fabbrica di prova

Il nostro obiettivo era quello di catturare almeno questa qualità di immagine sul campo. Per questo motivo, è iniziata per noi una seria caccia al sensore/obiettivo. Quale sensore dovremmo utilizzare con quali impostazioni? Quale caratteristica di quale obiettivo dovremmo utilizzare? Quali filtri erano necessari, siamo partiti per un viaggio molto lungo. Ho cercato il passo successivo in ogni foto EL che ho scattato e credo di essere arrivato a quel punto ad un certo punto. Ma la soluzione non era solo basata sull’hardware.

Oltre alle soluzioni EL hardware disponibili sul mercato, è necessaria anche una post-elaborazione per vedere i valori richiesti nella foto, quindi si tratta di un problema tanto hardware quanto software.

Quindi, da dove iniziamo? Buona domanda. Veda qui sotto la prima e l’ultima foto dello stesso pannello.

İlk EL test fotoğrafımız — Prima foto del pannello di prova in ufficio (uguale alla prima foto di questa pagina)

Güneş Panelleri İçin Elektrolüminesans (EL) Testi — Foto recente di EL scattata con il tester Solarian EL (Cliccare per vedere la versione originale)

La differenza non è enorme? Al punto in cui ci troviamo oggi, c’è una qualità ottica molto seria e un’ottimizzazione del software. Abbiamo una tecnica fotografica che ci permette di vedere anche i dettagli più sottili della cella.

Inoltre, il nostro dispositivo Raspberry nel sistema può ricevere questi dati e inviarli al cloud; un codice python nel cloud li analizza e li interpreta. Oggi, abbiamo sviluppato il dispositivo che vede qui sopra, abbiamo scritto il codice per manipolare le foto e stiamo sviluppando applicazioni nel cloud. Forse 5 anni fa, questi erano sogni. Da dove viene la tecnologia?

Non danneggi il pannello durante il montaggio. Tutto sarà svelato se arriveremo al test EL 🙂

Può compilare il modulo sottostante per ottenere informazioni sui nostri test EL.

Ispezione della produzione di pannelli solari fotovoltaici secondo gli standard IEC61215 e IEC61730

Per garantire che i pannelli solari prodotti siano durevoli, le fabbriche di pannelli solari monitorano la produzione durante l’intero processo produttivo, compresa la pre-produzione, il periodo di produzione e la pre-spedizione. Questo garantisce la qualità dei pannelli solari prodotti per il suo progetto.

Esistono tre standard che interpretano la qualità del prodotto dei pannelli solari. Si tratta di IEC 61730, IEC 61215 e IEC 62446. Tuttavia, questi standard specificano le condizioni minime di qualità. Per questo motivo, ogni fabbrica che produce pannelli solari fotovoltaici ha i propri criteri di accettazione della qualità. È importante determinare questi criteri di accettazione sulla base di fondamenti ingegneristici e specifici per il pannello solare da produrre per il progetto.

Stoccaggio di EVA e backsheet utilizzati nella produzione di pannelli solari — Stoccaggio EVA acclimatato

Ispezione della produzione di pannelli solari Controllo del materiale — Area di stoccaggio in vetro

I pannelli solari certificati indicano che il produttore di pannelli solari soddisfa i requisiti di qualità e sicurezza degli organismi di certificazione per il prodotto specificato. Tuttavia, questa approvazione è possibile solo se vengono utilizzate le materie prime specificate e se queste materie prime vengono conservate in magazzino nei valori climatici corretti.

Se l’ispezione non viene effettuata presso la fabbrica di pannelli solari, la possibilità che i pannelli solari presentino difetti fisici diminuisce la durata dei pannelli solari. Nelle fabbriche di produzione di massa, è molto importante che la linea di produzione sia controllata da un occhio esterno. Inoltre, non tutti i pannelli solari prodotti hanno gli stessi valori elettrici. I pannelli solari che forniscono i valori previsti per il progetto devono essere selezionati e preparati per la spedizione.

Ispezione visiva dei pannelli solari prima dell'imballaggio — Controllo visivo nella fase di produzione

Non tutti i difetti dei pannelli solari possono essere visti visivamente, IL controllo visivo deve essere effettuato da esperti. In base ai criteri di accettazione stabiliti, i pannelli solari adatti al progetto devono essere ispezionati, selezionati e preparati per la spedizione.

Controllo EL nella produzione di pannelli solari — Controllo EL nella fase di produzione

La preparazione per la spedizione è l’ultima fase dell’approvvigionamento di pannelli solari con un’alta probabilità di errore. È molto importante determinare le precauzioni da prendere per eliminare i rischi di danni fisici durante il trasporto dei pannelli solari al campo ed effettuare il controllo di produzione dei moduli fotovoltaici in questo processo.

ispezione dell'imballaggio nella produzione di pannelli solari — Dopo l’imballaggio dei pannelli solari fabbricati, questi vengono controllati prima di essere caricati

Se desidera assicurarsi della qualità dei pannelli solari da produrre per il suo progetto, può contattarci. Il team di ingegneri e ispettori di Solarian è pronto a supportarla nelle ispezioni di produzione durante la realizzazione dei pannelli solari.

Compili il modulo di contatto per mettersi in contatto con noi.

Tipi di pannelli solari e vantaggi

I pannelli solari, più comunemente utilizzati nelle installazioni commerciali o residenziali, si dividono in tre tipi: silicio monocristallino, silicio multicristallino e film sottile. Ecco una breve descrizione di ciascuno:

(1) Silicio a cristallo singolo: Più efficiente

I pannelli solari monocristallini sono spesso indicati come l’opzione più efficiente per i sistemi energetici di grandi dimensioni sulle proprietà commerciali e residenziali. Tuttavia, le dimensioni dei pannelli possono variare; pertanto, i cristalli singoli possono essere utilizzati anche per dispositivi di piccole dimensioni.

Vantaggi:

– Poiché sono realizzati in silicio di elevata purezza, la loro efficienza aumenta dal 15 al 22 percento.

– Non richiedono aree più grandi rispetto ai pannelli policristallini e a film sottile.

– Grazie alle proprietà stabili e inerti del silicone, i pannelli a cristallo singolo possono essere utilizzati per oltre 25 anni.

Svantaggi:

– A causa della sua struttura complessa e del prezzo elevato.

– Le nevicate possono danneggiare le celle solari e causare guasti al sistema, quindi non è un’opzione adatta ai climi freddi.

(2) Silicio policristallino: Più economico

Come suggerisce il nome, i pannelli solari multicristallini sono costituiti da più cristalli di silicio puro impilati insieme. Tuttavia, un numero maggiore di cristalli non sempre significa migliore.

I pannelli multicristallini sono in realtà meno efficienti dei pannelli monocristallini. Tuttavia, le opzioni di potenza da 5W a 250W e oltre sono ideali per le installazioni piccole e grandi.

Vantaggi:

Sono più economici dei cristalli singoli perché il processo di produzione è più semplice.
Il processo di fusione produce meno rifiuti e rispetta l’ambiente.
Durevole, è una buona opzione per i proprietari di case con un budget limitato, come i pannelli solari monocristallini.

Svantaggi:

Bassa efficienza (dal 13% al 17%) perché il silicio utilizzato è di bassa purezza.
Occupa lo stesso spazio di una batteria a cristallo singolo per produrre lo stesso livello di potenza.

(3) Film sottile: Consigliato per fornire energia per il trasporto

Sebbene siano leggere e facili da trasportare, le celle fotovoltaiche a film sottile senza silicio sono il tipo di pannelli solari più inefficiente. Li utilizzi solo per installazioni che non richiedono una grande produzione di energia; la flessibilità e la portabilità sono due fattori chiave di questo tipo.

Vantaggi:

– Produzione più facile e costi più bassi.

– Ideale per le applicazioni di trasporto ad energia solare, come i pannelli montati sui tetti degli autobus o i camion refrigerati utilizzati per il raffreddamento.

Svantaggi:

– I tetti non sono una buona opzione, perché richiedono troppo spazio per generare una quantità sufficiente di energia solare.

– Sono più deboli dei pannelli cristallini, per cui hanno un tempo di guasto più rapido. Le installazioni di pannelli a membrana forniscono solo una garanzia a breve termine e i proprietari di casa dovrebbero tenerne conto, soprattutto a seconda di quanto tempo rimarranno in casa.

Come evitare la deviazione della striscia di saldatura durante la produzione di pannelli solari?

Il problema della deviazione del nastro di saldatura durante il processo di saldatura delle celle fotovoltaiche non può essere ignorato; è un problema a cui gli operatori devono prestare attenzione nel loro lavoro.

La posizione di saldatura della striscia di collegamento deve essere diritta e non piegata; in caso contrario, è facile che si verifichi una deviazione della striscia di saldatura, con il risultato che l’effetto di saldatura non si forma come desiderato.

Pertanto, durante le normali operazioni, gli operatori devono raddrizzare la striscia di saldatura prima di iniziare la saldatura, assicurarsi che la striscia di saldatura sia piatta e copra completamente la linea di sollecitazione della saldatura della cella solare, e non creare alcuna esposizione.

Punti da considerare per evitare la deviazione del nastro di saldatura (esposizione):

Deviazione tra il posizionamento del nastro di collegamento durante la saldatura e la posizione della linea di sollecitazione della saldatura della cella solare;

La temperatura eccessiva provoca la flessione della striscia di saldatura, con conseguente flessione della cella solare al termine della saldatura;

Durante il processo, il punto di partenza della striscia di collegamento si discosta, il che può far sì che la saldatura sia sbilanciata e provochi curve al centro o disallineamenti a entrambe le estremità.

Si possono adottare misure per prevenire efficacemente la deviazione del cordone di saldatura (esposizione). La posizione delle celle solari sulla piastra di base deve essere stabilizzata per evitare la deviazione.

La griglia principale della materia prima utilizzata per le celle solari fa sì che la striscia di saldatura si discosti dalla griglia principale dopo la saldatura.

Durante il processo di saldatura, occorre tenere presente di non utilizzare strisce di collegamento del nastro di saldatura deformate in modo anomalo.

Gli standard operativi devono essere rigorosamente rispettati, le operazioni di routine devono essere eseguite in base ai requisiti specificati e bisogna prestare attenzione alla selezione delle strisce di collegamento.

Fotovoltaico – Domanda e risposta

Domanda: Qual è il principio della generazione di energia fotovoltaica?

Risposta: Il principio di base della generazione di energia solare fotovoltaica consiste nel convertire direttamente l’energia solare in energia elettrica, sfruttando l’effetto fotovoltaico delle celle solari, ovvero l’effetto fotoelettrico dei semiconduttori.

Quando la luce del sole colpisce un metallo o una pietra contenente materiali semiconduttori come il silicio, gli elettroni nel cristallo di silicio si trasformano in elettroni liberi dopo aver assorbito la luce solare. Quando l’energia assorbita dagli elettroni è sufficientemente grande da superare la gravità interna dell’oggetto, essa compie un lavoro, fuoriesce dalla superficie dell’oggetto e si trasforma in fotoelettroni.

Quando gli atomi con un numero diverso di elettroni esterni vengono drogati nel silicio puro, si possono formare dei semiconduttori di tipo P e dei semiconduttori di tipo N. Quando il tipo P e il tipo N sono combinati, la superficie di contatto forma una differenza di potenziale, diventando una cella solare.

Quando la luce solare colpisce la giunzione P-N, i buchi si spostano dalla regione P-polare alla regione N-polare e gli elettroni si spostano dalla regione N-polare alla regione P-polare. A questo punto, si genera corrente, e questo è il principio della generazione di energia fotovoltaica.

Come si può vedere da questo, il silicio di tipo N e il silicio di tipo P sono in realtà i componenti di base dei pannelli solari fotovoltaici. In pratica, i pannelli solari fotovoltaici composti da silicio di tipo N e silicio di tipo P sono installati in impianti solari centralizzati o distribuiti e diventano un piccolo intercettore che raccoglie la luce solare e fornisce continuamente energia elettrica.

Domanda: Comprende la relazione tra la generazione di energia solare e la generazione di energia fotovoltaica?

Risposta: Esistono in realtà due tipi di generazione di energia solare: una è la generazione di energia solare termica e l’altra è la generazione di energia solare fotovoltaica. La generazione di energia solare termica è il processo di conversione dell’energia solare in energia termica attraverso l’acqua o altri dispositivi, e poi la conversione dell’energia termica in energia elettrica per fornire energia, che si chiama generazione di energia solare termica.

La generazione di energia solare fotovoltaica è un metodo di generazione di energia che converte l’energia luminosa direttamente in energia elettrica, senza la necessità di processi termici. Questi includono la generazione di energia fotovoltaica, la generazione di energia fotochimica, la generazione di energia fotoindotta e la generazione di energia fotobiologica.

La generazione di energia fotovoltaica può effettivamente servire come rappresentante della generazione di energia solare fotovoltaica e, rispetto alla generazione di energia solare termica, i dispositivi di generazione di energia fotovoltaica sono più semplici.

In generale, la generazione di energia fotovoltaica, che fa parte della generazione di energia solare fotovoltaica, presenta maggiori vantaggi rispetto alla generazione di energia solare termica.

Dimensioni dei pannelli solari

Esistono due configurazioni comuni di pannelli solari convenzionali, 60 celle solari e 72 celle solari. A seconda di questo, le loro dimensioni sono:

Modulo fotovoltaico di 60 celle solari: 1.635 metri quadrati (1,65 metri x 0,991 metri)

Modulo fotovoltaico di 72 celle solari: 1.938 metri quadrati (1.956 metri x 0,991 metri)

Nota: attualmente sono disponibili sul mercato moduli fotovoltaici più grandi e più efficienti. In questo articolo, vengono considerati come esempi un modulo fotovoltaico con solo 60 celle solari e un modulo fotovoltaico con 72 celle solari.

Quando si decide di installare un impianto fotovoltaico, una delle prime domande che ci si pone è“Dove devo installare l’impianto?“. I pannelli solari occupano un’area significativa e non tutti i tetti hanno spazio sufficiente per ospitarli.

Questo articolo tratterà le dimensioni standard dei pannelli solari e spiegherà come determinare il numero di pannelli solari necessari per il suo impianto fotovoltaico. La capacità fotovoltaica può poi essere calcolata per stimare la produzione annuale di energia e le entrate.

Le celle solari sono la più piccola unità di conversione fotoelettrica e sono generalmente utilizzate con dimensioni di 156 mm x 156 mm. La tensione operativa delle celle solari è di circa 0,5 V e generalmente non possono essere utilizzate da sole. Dopo che le celle solari sono state confezionate in serie e in parallelo, diventano moduli fotovoltaici.

Una singola cella solare ha una dimensione quadrata di 156 mm x 156 mm. Un pannello di 60 celle solari consiste in una disposizione a griglia 6 × 10. Un pannello di 72 celle solari è costituito da una disposizione a griglia 6 × 12 e ha un’altezza di circa 3-4 centimetri.

Nota: attualmente, le dimensioni delle celle solari comunemente utilizzate sul mercato includono 166, 182, 210 e altre specifiche.

Quanti pannelli solari posso collocare sul mio tetto?

Attualmente, i pannelli solari ad alta potenza come 490W, 535W, 550W sono generalmente utilizzati nel mercato fotovoltaico nazionale.

L’uso di pannelli solari ad alta potenza su uno spazio limitato sul tetto aumenta l’efficienza di utilizzo e incrementa il ricavo della produzione di energia per unità di superficie.

La superficie disponibile del suo tetto determina la capacità massima di un impianto fotovoltaico che può installare. In base alla potenza disponibile dei moduli fotovoltaici, un impianto da 1KW richiede circa 8 metri quadrati di spazio;

Se desidera installare un impianto fotovoltaico da 15KW, saranno necessari circa 100 metri quadrati di spazio sul tetto.

Se vogliamo costruire una centrale fotovoltaica domestica da 15KW, l’utilizzo di pannelli solari ad alta potenza e di pannelli solari a bassa potenza può essere il seguente:

15000W/490W ≈ 30 pezzi

15000W/330W ≈ 45 pezzi

Di seguito confronteremo l’area del tetto coperta dall’impianto fotovoltaico tra i pannelli solari a bassa potenza (330W) e i pannelli solari ad alta potenza (490W):

Dimensioni del pannello solare 330W: 1855*1092*40mm

Dimensioni del pannello solare 490W: 2187*1102*35mm

In genere, un sistema solare domestico standard copre 100-200 metri quadrati di tetto. Il sistema può essere installato sul tetto o su un supporto a terra in un altro punto della proprietà (come un bungalow o una roulotte). Le dimensioni esatte dipendono dal wattaggio del pannello solare e dalla disposizione dell’array.

Quanti volt ha in uscita il pannello solare portatile?

Se in futuro acquisterà una barca o una roulotte, la scelta di un pannello solare adatto prolungherà in modo significativo il suo tempo di svago. Mentre alcuni pannelli solari di dimensioni standard sono installati su singoli veicoli o imbarcazioni, la maggior parte dei veicoli e delle imbarcazioni non ha lo spazio necessario per installarli, per cui sono necessari pannelli solari più piccoli. In genere, questi pannelli solari più piccoli hanno un’uscita standard di 12 o 24 volt.

Qual è il peso del pannello solare?

Oltre alle dimensioni dei pannelli solari, le persone spesso chiedono il peso dei pannelli solari. I pannelli solari possono essere pesanti e sollevarli sul tetto può essere una sfida, soprattutto quando si lavora da soli. In base all’esperienza, il peso dei pannelli solari varia solitamente da 18 a 35 KG.

Imaging di elettroluminescenza (EL) nei pannelli solari

Elettroluminescenza Imaging, L’elettroluminescenza (EL), un fenomeno ottico ed elettrico, si riferisce allo stato di emissione di luce in risposta alla corrente elettrica o al campo elettrico molto forte che attraversa il materiale.

È di grande interesse tra i test di qualità dei pannelli fotovoltaici, in quanto rileva difetti gravi che sono invisibili all’occhio e non possono essere rilevati dalla termografia. Viene eseguito per rilevare i danni che si verificano durante la produzione, l’assemblaggio o il trasporto dei pannelli solari, cella per cella.

Meccanismo di revisione;

L’elettroluminescenza ha lo stesso concetto di un diodo a emissione luminosa (LED). Con questo test, che è una radiografia dei pannelli solari, si garantisce il rilevamento precoce delle parti che mostrano l’effetto di resistenza alla corrente e dei difetti che causeranno problemi in futuro.

Dispositivo fotografico a elettroluminescenza

Come mostrato nell’immagine qui sopra, un alimentatore viene collegato al pannello solare in un’area chiusa e buia, fornendo la tensione appropriata per raggiungere la corrente di cortocircuito. Poi, il pannello viene fotografato con una fotocamera a una distanza fissa dal pannello solare e l’immagine viene analizzata con un programma speciale.

Quali difetti e problemi possiamo rilevare con l’elettroluminescenza?

Microfratture
Difetti di produzione.
Difetti causati dalla spedizione.
PID.
Corrosione
LETID.

Lo spessore delle cellule prodotte oggi è inferiore a 200 micrometri (µm= ^1*10-6). Pertanto, queste cellule sono fragili per natura. Devono essere maneggiate con cura e precisione.

Ci sono molte ragioni per la formazione di microfratture nelle celle fotovoltaiche.

Qual è la causa di queste fratture invisibili a occhio nudo?

Nella fase di produzione dei pannelli solari;

Le microfratture possono verificarsi in molte fasi, come il taglio delle celle, il processo di incordatura delle celle e il processo di saldatura.

I produttori di pannelli solari controllano con l’imaging a elettroluminescenza per rilevare queste crepe in due fasi, prima e dopo il processo di laminazione, come parte delle loro procedure di garanzia della qualità. In base ai risultati dell’ispezione, classificano i pannelli in base ai loro standard di qualità interni.

Oltre alle microfratture, si possono rilevare anche altri difetti. La tabella seguente riassume i tipi di difetti più comuni.

Danni al pannello solare Saldatura debole Saldatura debole Crepa penetrata Graffio — Tipi di danni nei pannelli solari

Durante la spedizione e il trasporto;

Le microfratture possono verificarsi quando i pannelli vengono spediti dagli stabilimenti di produzione al sito del progetto. Il motivo è che i pannelli vengono imballati con metodi di confezionamento errati o non vengono seguite le istruzioni del manuale di trasporto specificato dal produttore.

Danni causati dai carrelli elevatori durante il trasporto dei pannelli solari — Danni causati dai carrelli elevatori durante il trasporto

Danni durante il trasporto dei pannelli solari — Pannelli solari in fase di trasporto

Immagini EL di pannelli solari danneggiati durante il trasporto — Immagini EL di pannelli danneggiati durante il trasporto

Durante la fase di installazione;

Possono verificarsi durante lo scarico dei pannelli o l’assemblaggio dei pannelli sul sito del progetto.

Danni ai pannelli solari durante la fase di installazione

Le immagini El risultanti dall’ispezione che abbiamo effettuato dopo l’installazione sono le seguenti. Come si può vedere, ci sono molte fratture ramificate/attive nei pannelli che possono causare cali di potenza.

Immagini EL di pannelli solari danneggiati durante l'installazione — Immagini manuali di pannelli danneggiati durante l’installazione

Fase di manutenzione e funzionamento;

Ci sono molti fattori, come l’uso di metodi di pulizia inadeguati per i pannelli, il personale addetto alla manutenzione e alle operazioni che sta in piedi o cammina sui pannelli o altre condizioni ambientali.

Velocità del vento elevata.
La grandine cade forte
Carico di neve pesante
Differenza di temperatura tra giorno e notte (ciclo termico)

Problemi causati dalle microfratture

Determinare i problemi causati dalle microfratture, le ragioni del loro verificarsi, l’impatto sull’efficienza dei pannelli o del progetto nel suo complesso è una delle questioni complesse nei progetti SPP, poiché dipende da molti dettagli e questioni tecniche.

Dal punto di vista del produttore, la presenza di una microfrattura in un pannello non significa necessariamente che l’intero pannello sia danneggiato o inadatto.

I produttori di pannelli valutano i pannelli in base agli standard di qualità interni, tenendo conto del percorso (forma) e del numero di microfratture e se queste fratture impediscono il passaggio di corrente in alcune parti della cella, e se le parti danneggiate devono essere isolate dalla cella fotovoltaica.

Le microfratture che portano ad aree inattive hanno un impatto diretto sulla produzione della cella e quindi sulla produttività dell’intero pannello. Inoltre, causeranno perdite di disallineamento tra gli array (Mismatch Loss).

Le microfratture che portano all’isolamento di una parte della cellula causano la comparsa di Hot Spots, il che significa che la temperatura della parte isolata della cellula sale a temperature elevate e che la temperatura della parte isolata della cellula è molto alta.

Degrado del backsheet
Delaminazione
Degradazione dell’energia

avrà portato a molti problemi diversi.

Le microfratture possono espandersi e propagarsi a seconda delle condizioni operative dei pannelli sul campo, del carico di vento/neve, delle sollecitazioni meccaniche dei pannelli e delle differenze di temperatura dei pannelli.

Standard globali nell’imaging a elettroluminescenza

IEC TS 60904-13:2018

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Imaging termico nei pannelli solari (PV)

IMAGING TERMICO PV

I pannelli solari fotovoltaici costituiscono una parte consistente dell’investimento in una centrale solare. Allo stesso tempo, i laboratori competenti eseguono molti test di prestazione e di sicurezza su questi pannelli solari, poiché esistono molti tipi di difetti che non possono essere visti dall’occhio.

L’uso della termografia nei sistemi fotovoltaici, a differenza di molti altri metodi di ispezione, consente di identificare i pannelli e le celle che presentano problemi mentre il sistema è in funzione; poiché la termografia può essere eseguita in condizioni di funzionamento normali, non richiede la disconnessione del sistema o di una sua parte. Inoltre, l’ispezione termica può essere eseguita in tempi brevi rispetto ad altri metodi di ispezione.

Quali sono i vantaggi dell’esame termico?

Garanzia di qualità dell’installazione di pannelli fotovoltaici

La qualità dei pannelli fotovoltaici può variare da produttore a produttore o addirittura da lotto a lotto per la stessa fabbrica. I pannelli fotovoltaici possono uscire dalla fabbrica senza difetti e problemi, ma i problemi e i difetti si verificano anche durante la spedizione sul campo, a causa di un carico improprio sui veicoli di trasporto.

La qualità dell’installazione dipende anche dall’abilità e dalla competenza del team EPC impiegato dall’appaltatore. In breve, la termografia è uno dei modi più semplici per tenere traccia dei pannelli prodotti, spediti e installati.

Prevenire le perdite di efficienza elettrica

Nella preparazione degli studi di fattibilità finanziaria dei progetti SPP, si ipotizza che la durata del progetto sia di 20-25 anni e in tali studi si tiene conto della graduale diminuzione dell’efficienza dei pannelli. Tuttavia, come abbiamo detto in dettaglio in precedenza, è difficile prevedere i problemi che possono verificarsi nei pannelli durante il trasporto e l’installazione o i vari problemi che possono verificarsi nei pannelli durante il funzionamento e la manutenzione.

Per questo motivo, in genere l’ispezione termica delle stazioni dovrebbe essere effettuata a intervalli regolari, per garantire che le stazioni funzionino in modo efficiente e siano prive di guasti. Ad esempio, ogni 6 mesi o una volta all’anno. Questo controllo è considerato uno dei controlli di routine effettuati dal team di gestione e manutenzione (O&M).

Riduzione del rischio di incendio

La termografia nei progetti SPP non si limita ai pannelli fotovoltaici. È possibile rilevare e determinare qualsiasi aumento di temperatura in qualsiasi componente del sistema mediante l’ispezione termica. Ad esempio, con la termografia dei pannelli elettrici, è possibile rilevare qualsiasi problema che possa causare temperature elevate nelle connessioni dei cavi o provocare scintille elettriche che potrebbero causare incendi.

Un'immagine termica che mostra l'elevata temperatura del cablaggio elettrico all'interno dell'involucro. — *Un’immagine termica che mostra l’elevata temperatura del cablaggio elettrico all’interno dell’involucro.*

Rilevamento rapido dei problemi

La termografia consente di rilevare e indagare rapidamente i problemi senza bisogno di contatto. La maggior parte delle moderne termocamere registra due immagini, una termica e una visiva.

Che tipo di difetti possiamo rilevare con l’ispezione termica?

La termografia ha lo scopo di identificare i luoghi in cui si verificano temperature anomale, ossia dove c’è una chiara differenza di temperatura tra una regione e un’altra con le stesse caratteristiche. Le aree con temperature elevate nei pannelli fotovoltaici sono chiamate “Hot Spots”.

Come si formano questi punti caldi?

I punti caldi possono essere causati semplicemente dall’ombra che cade sui pannelli e sulle celle solari o da difetti di fabbricazione.

Vetro rotto

Le fratture nel vetro del pannello fotovoltaico portano al surriscaldamento delle celle.

Effetto del vetro rotto nei pannelli solari

Shadowing:

L’ombreggiamento è la causa più comune di un’elevata temperatura di funzionamento dei pannelli. Ad esempio, erba, alberi, escrementi di uccelli, edifici alti e pali circostanti, ecc.

I guasti dei punti caldi dovuti all'ombreggiamento dei pannelli solari — I guasti dei punti caldi dovuti all’ombreggiamento dei pannelli solari

Problemi causati dalla produzione:

Una delle ragioni delle alte temperature dei pannelli fotovoltaici sono i difetti nella fase di produzione. Ad esempio, celle con efficienza diversa utilizzate nello stesso pannello, fratture attive e inattive nel pannello, saldature scadenti dei nastri. Tutti questi difetti causeranno punti caldi nei pannelli fotovoltaici a lungo termine.

Problemi di Hot-Spot legati alla produzione nei pannelli solari

Surriscaldamento dei diodi by-pass

Le scatole di giunzione dei moduli fotovoltaici sono leggermente più calde rispetto al resto del modulo. Questa temperatura è causata dal surriscaldamento dei diodi di bypass all’interno della scatola di giunzione. Per ridurre l’effetto dell’ombreggiatura sui pannelli, un diodo di bypass con polarità parallela e opposta è collegato a un array di celle solari. In condizioni operative normali, i diodi di bypass sono in modalità di polarità inversa, cioè inattivi. Tuttavia, se c’è un disadattamento tra le celle o un’ombreggiatura parziale del pannello fotovoltaico, il diodo di bypass passa alla modalità di polarità in avanti e diventa attivo. Ad esempio, consente il passaggio della corrente attraverso di esso e non attraverso la cella ombreggiata. Pertanto, la temperatura del diodo quando è attivo è superiore a quella dei diodi inattivi.

Guasti indotti dal diodo di by-pass nei pannelli solari

Surriscaldamento dei collegamenti del pannello elettrico

Negli SPP di grandi dimensioni, di solito si utilizzano cassette di raccolta DC e inverter centrali. Le scatole di raccolta sono utilizzate per raccogliere le singole stringhe DC e collegarle a un unico cavo più grande. Queste scatole di raccolta spesso soffrono di problemi termici dovuti a cablaggi impropri, incroci interni e cablaggi allentati.

Surriscaldamento dei collegamenti nei quadri elettrici

Standard globali di imaging termico

Lo standard IEC 62446-3 è lo standard che determina molte condizioni ambientali e specifiche come l’attrezzatura (termocamera), la radiazione minima, la velocità massima del vento da utilizzare nell’esame termico.

Lo standard IEC 60904-12-1 copre le specificità dell’ispezione termica dei pannelli fotovoltaici nei laboratori o nelle linee di produzione, ma non si occupa delle ispezioni dei sistemi SPP installati e collegati alla rete.

Possiamo rilevare tutti i problemi dei pannelli con la termografia?

La termografia rileva solo i problemi che causano temperature elevate. Tuttavia, i difetti che non hanno ancora causato un aumento di temperatura non possono essere rilevati dalla termografia.

Questi difetti non rilevati sono solitamente microfratture nei pannelli fotovoltaici. L’imaging a elettroluminescenza può rilevare queste fratture prima che diventino punti caldi. Parleremo di questi esami in dettaglio in un nuovo articolo.

Fonti:

IEC 62446-3

Rapporto IEA-PVPS T13-10:2018

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