Mikrorisse in Solarkomponenten verhindern: Best Practices von der Fabrik bis zur Installation

In den letzten Tagen hat eine Vertriebsgesellschaft für Photovoltaik-Investitionen Bedenken hinsichtlich der Qualität der von einem bestimmten Komponentenhersteller gekauften Photovoltaik-Komponenten geäußert.

Bei der EL-Prüfung (Elektrolumineszenz) im Wareneingang wurde eine Fehlerquote von bis zu 15 % festgestellt, wobei schwerwiegende und tödliche Fehler wie durchgehende Mikrorisse und baumartige Mikrorisse 13 % der Gesamtmenge ausmachten. Die Erklärung des Komponentenherstellers warf Fragen auf.

Sie argumentierten, dass der Testprozess nicht den einschlägigen Vorschriften entspreche, und machten geltend, dass Qualitätskontrollen das Personal des Herstellers während des gesamten Prozesses einbeziehen sollten.

Darüber hinaus verteidigten sie das Vorhandensein kontinuierlicher Mikrorisse und behaupteten, dass diese innerhalb ihrer akzeptablen Standards lägen.

Die Investmentgesellschaft äußerte jedoch berechtigte Bedenken. Sie stellten Mängel in den EL-Testergebnissen fest, die der Hersteller vor dem Versand der Komponenten durchgeführt hatte.

Zu diesen Fehlern gehörten durchgehende Mikrorisse, baumartige Mikrorisse, schwarze Linien auf den Solarzellen, schwarze Flecken auf den Solarzellen und Schneeflockenmuster. Selbst wenn man sich an den Herstellerstandards orientiert, könnte ein erheblicher Teil der Komponenten als unbefriedigend eingestuft werden.

Obwohl der Komponentenhersteller die Probleme bei der Erstinspektion einräumte, hat er nur langsam konkrete Maßnahmen ergriffen, was zu einer Verzögerung des Austauschprozesses um mehrere Monate führte.

Insgesamt trägt die EL-Prüfung vor dem Versand dazu bei, zu verhindern, dass problematische Komponenten das Werk verlassen. Mithilfe eingehender EL-Tests lässt sich feststellen, ob durch den Transport Schäden an den Bauteilen entstanden sind, und mit der Fertigstellungsabnahme-EL-Prüfung lässt sich feststellen, ob Bauprozesse zu Komponentenschäden geführt haben. Dieser Ansatz gewährleistet eine klare Verantwortlichkeit während des gesamten Projektlebenszyklus.

Aus Sicht des Komponentenherstellers verfügen viele Hersteller über interne Standards für Mikrorisse, um dieses Risiko zu mindern und den Kunden qualitativ hochwertige Produkte anzubieten.

Diese Normen legen spezifische Kriterien hinsichtlich der Art der Mikrorisse, ihrer Länge und ihrer Kontinuität fest. Allerdings können die Standards für Netzmikrorisse und kontinuierliche Mikrorisse je nach Hersteller variieren.

Aus Branchensicht dient dieser Vorfall als Weckruf und unterstreicht die Bedeutung der Komponentenqualität, Inspektion und Abnahmeprüfung. Es drängt Komponentenhersteller dazu, ihre Qualitätskontrolle und Kundendienste zu verbessern.

Aus Sicht eines Unternehmens liegt die Einhaltung der Wareneingangskontrolle und der Abschlussabnahmeprüfung in der Verantwortung gegenüber der Projektqualität und den Stromverbrauchern. Durch die rechtzeitige Erkennung und Lösung von Problemen durch Tests können größere Sicherheitsrisiken und wirtschaftliche Verluste in der Zukunft verhindert werden.

Vor einigen Jahren waren Mikrorisse, Hotspots und PID-Effekte (Potential-Induced Degradation) drei wesentliche Faktoren, die die Leistung von Photovoltaikkomponenten aus kristallinem Silizium beeinflussten.

In den letzten Jahren konnten diese Probleme durch schnelle Fortschritte bei Herstellungsprozessen, Geräten und Materialien erheblich verbessert werden. Führende Hersteller können 100 % der Mikrorisse und Hot-Spot-Defekte während des Produktionsprozesses effektiv erkennen und kontrollieren und sogar den 192-Stunden-PID-Test unter 85/85-Bedingungen bestehen.

Dennoch können durch unsachgemäße Handhabung, Installation, Konstruktion und Wartung sowie durch unvorsichtiges Stapeln der Komponenten vor Ort Mikrorisse oder Schäden an den Komponenten entstehen.

In den letzten Jahren sind mit dem rasanten Wachstum des verteilten Marktes Installations- und Bauteams mit unterschiedlichem Fachwissen und teilweise ohne systematische Schulung zu einem Anlass zur Sorge geworden.

Mikrorisse, die durch unsachgemäße Handhabung, Transport, Installation und Wartung verursacht werden, sind ein immer häufiger auftretendes Problem.

Um diese Probleme anzugehen, ist es wichtig, in jeder Phase die richtigen Verfahren einzuhalten. Zu den Faktoren, die zu Mikrorissen beitragen, können gehören:

1. Während des Transports kann es durch unsachgemäße Verpackung oder Handhabung dazu kommen, dass Bauteile ungleichmäßig gegeneinander drücken und Mikrorisse entstehen.
2. Auch heftige Handhabung beim Transport, abrupte Fahrzeugbewegungen und mehrfaches Umsetzen können zu Mikrorissen führen.
3. Unzureichende Vorsichtsmaßnahmen bei Installation, Reinigung und Wartung können zu Mikrorissen führen. Dazu gehört der unsachgemäße Umgang mit Bauteilen, das Betreten der Bauteile während der Installation oder die Verwendung falscher Reinigungsmethoden.
4. Bauteile sollten auf ebenen Flächen platziert werden. Wenn Sie sie auf unebenen Oberflächen platzieren, kann es zu Mikrorissen kommen.
5. Komponenten sollten nach dem Auspacken nicht freigelegt oder willkürlich am Projektstandort gestapelt bleiben.

Um diese Probleme zu entschärfen, ergreifen professionelle Ingenieur-, Beschaffungs- und Bauunternehmen (EPC) strenge Maßnahmen zur Kontrolle des Komponententransports, der Entladung, der Sekundärhandhabung, der Lagerung vor Ort und der Installationsprozesse. Hier sind einige wichtige Empfehlungen zur Kontrolle von Mikrorissen, nachdem Komponenten das Werk verlassen:

1. Komponentenplatzierung:

• Der Bereich zum Stapeln der Komponentenkästen sollte eben und geräumig sein, um den Transport zu erleichtern und Unebenheiten im Boden zu vermeiden, die zu Mikrorissen oder Beschädigungen der Komponenten führen könnten.
• Gestapelte Kartons sollten eine Höhe von zwei Kartons nicht überschreiten und die Paletten sollten gleichmäßig angeordnet sein, um ein Überstehen zu vermeiden.
• Sobald Komponenten platziert sind, sollten sie nicht wiederholt bewegt oder verschoben werden, um das Risiko von Mikrorissen zu verringern.

2. Umgang mit Sekundärkomponenten:

• Nach dem Auspacken sollten die Komponenten mit einem Hebemechanismus für zwei Personen zum Installationsort transportiert werden, um das Risiko zu verringern, dass sie herunterfallen oder Vibrationen verursachen, die zu Mikrorissen führen könnten.
• Arbeiter sollten während der Handhabung auf ihre Umgebung achten, um Kollisionen mit anderen Gegenständen zu vermeiden, die die Komponenten beschädigen könnten.

3. Komponenteninstallation:

• Die Komponenten sollten von oben nach unten eingebaut werden.
• Bei der Installation ist es wichtig, die Verwendung von Ziegeln, Holzklötzen oder anderen Materialien zur vorübergehenden Befestigung der Komponenten untereinander zu vermeiden. Stattdessen sollten zur provisorischen Befestigung mindestens zwei obere Bolzen verwendet werden.
• Installateure sollten es unterlassen, auf den Bauteilen zu stehen oder schwere Gegenstände darauf abzustellen, darauf zu treten oder sie Stößen auszusetzen, die zu Mikrorissen führen könnten.
• Die zur Befestigung der Komponenten verwendeten Schrauben müssen fest angezogen sein und die Unterlegscheiben müssen eben sein.

Für führende Photovoltaikunternehmen ist es ratsam, EPC-Unternehmen, Installateuren und Händlern umfassende und professionelle Anleitungsmaterialien, wie z. B. Handbücher und Videos zur Verhinderung von Mikrorissen in Komponenten vor Ort, zur Verfügung zu stellen.

Diese Informationen sind besonders wichtig für verteilte Projekte, da die Beteiligten an diesen Projekten im Vergleich zu erfahrenen EPC-Teams, die große bodenmontierte Installationen handhaben, möglicherweise über begrenzte Fachkenntnisse verfügen.

Es liegt in der Verantwortung führender Photovoltaikunternehmen, detaillierte Beratungsdienste anzubieten, um sicherzustellen, dass die Qualität ihrer Produkte über den gesamten Projektlebenszyklus erhalten bleibt.