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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

Autore:

I pannelli solari fotovoltaici costituiscono una parte consistente dell’investimento in una centrale solare. Allo stesso tempo, i laboratori competenti applicano molti test di prestazione e di sicurezza a questi pannelli solari, poiché ci sono molti tipi di difetti che non possono essere visti dall’occhio. Lo standard IEC 61215 include i criteri minimi di progettazione che influiscono sulle prestazioni dei pannelli solari, mentre lo standard IEC 61730 si concentra sui criteri di progettazione che influiscono sulla sicurezza dell’impianto nei pannelli solari. Il rapido sviluppo della tecnologia porta con sé la diversità dei prodotti. Per questo motivo, la Commissione internazionale di standardizzazione sta sviluppando di giorno in giorno i campi di prova e la diversità dei test. Lo standard IEC TS 63209-1: 2021 è il primo standard stabilito in questo contesto e include test completi sui pannelli solari per commentare le prestazioni a lungo termine dei pannelli solari.

Pannelli solari; Se supera con successo i test secondo gli standard IEC 61215 e IEC 61730, ha diritto a ricevere un certificato. Sebbene tutti i test sui pannelli solari indicati nello standard siano importanti, la definizione di alcuni test è la seguente.

In primo luogo, la potenza, i coefficienti di temperatura, la resistenza all’isolamento e le misure termiche del pannello solare fotovoltaico vengono verificati con test di prestazione in conformità allo standard IEC 61215. Dopo i test di prestazione, i pannelli solari vengono sottoposti a test di invecchiamento in determinate condizioni. Di seguito sono riportati alcuni esempi di test sui pannelli solari.

Test del ciclo termico: Le prestazioni dei pannelli solari fotovoltaici a temperature variabili vengono testate successivamente facendo passare la corrente tra -40°C e +85°C attraverso il pannello solare. I danni ai pannelli solari dovuti alla ripetizione del test sono i seguenti.

Test di congelamento dell’umidità: In presenza di un’umidità elevata, la temperatura ambiente viene prima portata a +85°C e poi ridotta a -40°C. Questo test viene ripetuto consecutivamente. In questo modo, si valutano le prestazioni in condizioni di umidità da congelamento.

Test del calore umido: I pannelli solari fotovoltaici vengono tenuti a +85°C e all’85% di umidità per 1000 ore. I danni ai pannelli solari dovuti alla ripetizione del test sono i seguenti.

Test di carico meccanico: A un minimo di 2400Pa, le superfici anteriore e posteriore del pannello solare vengono pressurizzate in fila.

I pannelli solari fotovoltaici vengono sottoposti nuovamente a test di prestazione dopo i test di invecchiamento sopra menzionati. In questo modo, vengono rivelate la capacità prestazionale a lungo termine e la quantità di degrado dei pannelli solari e, se vengono superati, vengono certificati.

Oltre ai test di cui sopra, è necessario applicare il test PID ai pannelli solari. Durante il funzionamento dei pannelli solari, gli ioni di sodio reagiscono con il potenziale che si forma sullo strato conduttivo e sulla superficie del vetro e una carica positiva si accumula sulla superficie del pannello. Questa interazione si chiama PID e la perdita che crea si chiama perdita PID.

Il processo di controllo della qualità dei pannelli solari è rispettivamente il seguente.

Controllo pre-produzione del certificato e degli allegati

Ogni pannello solare di diversa tecnologia e potenza che esce da una fabbrica deve essere sottoposto ai test sui pannelli solari specificati negli standard. Il certificato ottenuto per un pannello solare non può essere utilizzato per un altro pannello solare. Per questo motivo, i pannelli solari devono essere controllati da ingegneri esperti sulla linea di produzione prima che arrivino in loco. Questo controllo inizia con il controllo del certificato e degli allegati del pannello solare da utilizzare. Tutte le materie prime specificate nel certificato, negli allegati al certificato e nell’elenco delle materie prime devono essere valide e coerenti tra loro. Se c’è una discrepanza tra questi documenti, è possibile che il pannello solare non sia certificato.

Controllo in fabbrica nella fase di produzione

Ci sono molti controlli da eseguire durante la produzione di pannelli solari fotovoltaici. Si tratta, rispettivamente, dei controlli del magazzino delle materie prime, della climatizzazione, della linea di produzione e della spedizione.

Accompagna anche i test di fabbrica dei pannelli solari. È molto importante controllare i risultati del test visivo EL e del Flash Test, che forniscono il valore di potenza del pannello solare. Vengono controllati i risultati dell’EL e del Flash Test di tutti i pannelli solari. Questi controlli e interventi prolungano la vita del pannello solare e consentono alla fabbrica di determinare se i pannelli solari sono alla potenza impegnata.

Dopo aver controllato la produzione di pannelli solari in conformità con gli standard e i certificati, viene approvata la loro spedizione sul campo.

Controllo dei pannelli solari fotovoltaici nella centrale elettrica

È possibile misurare le prestazioni dei pannelli solari fotovoltaici con test eseguiti presso la centrale elettrica. Questi test sono: misurazione della curva IV, misurazione dei punti caldi con drone e termiche manuali – IEC 62446, test manuali (elettroluminescenza) dei pannelli solari – IEC 61215 / IEC 61646, test di isolamento (hipot) – IEC 62446, misurazione del valore di messa a terra. Può raggiungere la nostra condivisione dettagliata sui servizi di misurazione applicati agli impianti solari secondo gli standard IEC qui.

Vantaggi dell’audit SPP da parte di un’azienda accreditata

Solarian Enerji A.Ş. è un organismo di ispezione di tipo A con accreditamento TURKAK con numero di pratica AB-0649-M. Nell’ambito dell’accreditamento, sono presenti tutti gli standard sopra citati, come IEC 62446, IEC 61215, IEC 62730. Può accedere all ‘ambito completo qui . Può far ispezionare i suoi pannelli solari dalla nostra azienda con l’accreditamento TURKAK e avere informazioni sullo stato dei suoi pannelli solari e un rapporto di ispezione accreditato valido in tutto il mondo. Compili il modulo sottostante per contattarci.

Imaging termico nei pannelli solari (PV)