Forebygging av mikrosprekker i solenergikomponenter: Beste praksis fra fabrikk til installasjon

De siste dagene har et distribuert solcelleinvesteringsselskap uttrykt bekymring for kvaliteten på solcellekomponenter kjøpt fra en bestemt komponentprodusent.

Under EL-testen (elektroluminescens) for innkommende varer oppdaget de en defektrate så høy som 15 %, med alvorlige og dødelige defekter som kontinuerlige mikrosprekker og trelignende mikrosprekker som utgjorde 13 % av totalen. Komponentprodusentens forklaring reiste spørsmål.

De hevdet at testprosessen ikke var i samsvar med relevante forskrifter, og hevdet at kvalitetsinspeksjoner bør involvere produsentens personell gjennom hele prosessen.

Videre forsvarte de tilstedeværelsen av kontinuerlige mikrosprekker, og hevdet at det var innenfor deres akseptable standarder.

Investeringsselskapet reiste imidlertid gyldige bekymringer. De fant feil i EL-testresultatene utført av produsenten før komponentene ble sendt.

Disse feilene inkluderte kontinuerlige mikrosprekker, trelignende mikrosprekker, svarte linjer på solcellene, svarte flekker på solcellene og snøfnuggmønstre. Selv når de bedømmes etter produsentens standarder, kan en betydelig del av komponentene anses som utilfredsstillende.

Til tross for å erkjenne problemene med den første inspeksjonen, har komponentprodusenten vært treg til å iverksette vesentlige tiltak, noe som har forårsaket en forsinkelse på flere måneder i utskiftingsprosessen.

Samlet sett bidrar EL-testing før sending til å forhindre problematiske komponenter fra å forlate fabrikken. Innkommende EL-testing hjelper til med å spore om transport har forårsaket skade på komponentene, og fullføringsgodkjenning EL-testing hjelper til med å identifisere om byggeprosesser har ført til komponentskade. Denne tilnærmingen sikrer tydelig ansvarlighet gjennom hele prosjektets livssyklus.

Fra komponentprodusentens perspektiv, for å redusere denne risikoen og tilby produkter av høy kvalitet til kundene, har mange produsenter interne standarder for mikrosprekker.

Disse standardene skisserer spesifikke kriterier angående typen mikrosprekker, deres lengde og om de er kontinuerlige. Standardene for nettingmikrosprekker og kontinuerlige mikrosprekker kan imidlertid variere mellom forskjellige produsenter.

Fra et industriperspektiv fungerer denne hendelsen som en vekker, og understreker viktigheten av komponentkvalitet, inspeksjon og aksepttesting. Det presser komponentprodusenter til å forbedre deres kvalitetskontroll og ettersalgstjenester.

Fra et selskaps ståsted er det et ansvar overfor prosjektkvalitet og strømforbrukere å følge innkommende vareinspeksjon og ferdigstillelsestesting. Rettidig oppdagelse og løsning av problemer gjennom testing kan forhindre større sikkerhetsfarer og økonomiske tap i fremtiden.

For noen år siden var mikrosprekker, hot spots og PID-effekter (Potential-Induced Degradation) tre viktige faktorer som påvirket ytelsen til krystallinske fotovoltaiske silisiumkomponenter.

De siste årene, med raske fremskritt innen produksjonsprosesser, utstyr og materialer, har disse problemene blitt betydelig forbedret. Ledende produsenter kan effektivt oppdage og kontrollere 100 % av mikrosprekker og hot spot-defekter under produksjonsprosessen, til og med bestå den 192-timers PID-testen under 85/85-forhold.

Feil håndtering, installasjon, konstruksjon og vedlikehold, samt uforsiktig stabling av komponenter på stedet, kan likevel forårsake mikrosprekker eller skade på komponentene.

De siste årene, med den raske veksten i det distribuerte markedet, har installasjons- og konstruksjonsteam med varierende ekspertisenivå, noen uten systematisk opplæring, blitt en kilde til bekymring.

Mikrosprekker forårsaket av feil håndtering, transport, installasjon og vedlikehold har blitt et stadig mer utbredt problem.

For å løse disse problemene, er det viktig å følge riktige prosedyrer på alle trinn. Faktorer som bidrar til mikrosprekker kan omfatte:

1. Under transport kan feil emballasje eller håndtering føre til at komponenter presses ujevnt mot hverandre, noe som resulterer i mikrosprekker.
2. Voldelig håndtering under transport, brå kjøretøybevegelser og flere overføringer kan også føre til mikrosprekker.
3. Mangelfulle forholdsregler under installasjon, rengjøring og vedlikehold kan føre til mikrosprekker. Dette inkluderer feil håndtering av komponenter, tråkk på dem under installasjonen eller bruk av feil rengjøringsmetoder.
4. Komponenter bør plasseres på jevne overflater. Plassering på ujevne overflater kan føre til mikrosprekker.
5. Komponenter skal ikke etterlates eksponert eller stables tilfeldig på prosjektstedet etter utpakking.

For å redusere disse problemene, tar profesjonelle ingeniør-, innkjøps- og konstruksjonsselskaper (EPC) strenge tiltak for å kontrollere komponenttransport, lossing, sekundær håndtering, lagring på stedet og installasjonsprosesser. Her er noen viktige anbefalinger for å kontrollere mikrosprekker etter at komponenter forlater fabrikken:

1. Komponentplassering:

• Området for stabling av komponentbokser bør være jevnt og romslig for å lette transporten og unngå ujevnt underlag som kan føre til komponentmikrosprekker eller skade.
• Stablede bokser bør ikke overstige en høyde på to bokser, og paller bør ordnes jevnt for å forhindre overheng.
• Når komponenter er plassert, bør de ikke flyttes eller flyttes gjentatte ganger for å redusere risikoen for mikrosprekker.

2. Håndtering av sekundærkomponenter:

• Etter utpakking bør komponentene transporteres til installasjonsstedet med tomannsløft for å redusere risikoen for å falle eller forårsake vibrasjoner som kan føre til mikrosprekker.
• Arbeidstakere bør være på vakt mot omgivelsene under håndtering for å unngå kollisjoner med andre gjenstander som kan skade komponentene.

3. Komponentinstallasjon:

• Komponenter skal installeres fra topp til bunn.
• Under installasjonen er det avgjørende å unngå å bruke murstein, treklosser eller andre materialer for midlertidig å feste komponenter mellom hverandre. I stedet bør det brukes minst to øvre bolter for midlertidig feste.
• Installatører bør avstå fra å stå eller plassere tunge gjenstander på komponentene, tråkke på dem eller utsette dem for støt som kan resultere i mikrosprekker.
• Bolter som brukes til å feste komponenter må strammes godt, og skiver skal være i vater.

For ledende solcelleselskaper anbefales det å gi omfattende og profesjonelt veiledningsmateriell, for eksempel manualer og videoer for forebygging av mikrosprekker på stedet, til EPC-selskaper, installatører og distributører.

Denne informasjonen er spesielt viktig for distribuerte prosjekter, da interessenter i disse prosjektene kan ha begrenset ekspertise sammenlignet med erfarne EPC-team som håndterer store bakkemonterte installasjoner.

Det er ansvaret til ledende solcelleselskaper å tilby detaljerte veiledningstjenester for å sikre at kvaliteten på produktene deres opprettholdes gjennom hele prosjektets livssyklus.