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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
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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