لماذا اختبار EL للوحدة الشمسية مهم؟

1 . ما هو اختبار اللمعان الكهربائي؟
عندما يمر التيار عبر الخلايا الكهروضوئية الشمسية , يحدث انبعاث الضوء . وتسمى هذه الظاهرة بالتلألؤ الكهربائي (el) . يمكن أن يكشف اختبار الوحدات باستخدام هذه الظاهرة عن العيوب الخفية في بنية الخلايا الكهروضوئية . هذه الطريقة تجعل التوزيع الحالي المرئي في وحدة الطاقة الشمسية الكهروضوئية ويساعد في اكتشاف العيوب .

بمساعدة اختبار EL , يمكن لمصنع PV تقييم الجودة الهيكلية للخلايا الكهروضوئية أو أي عيوب أخرى تنشأ أثناء المناولة .

العيوب التي يمكن العثور عليها من EL كما هو موضح أدناه:

• microcracks
• شقوق الخلية
• عيوب اللحام
• عيوب PID
• فشل الصمام الثنائي
• خلية ميتة
• خدوش الورقة الخلفية
• عيوب الرقاقة

2 . عيوب وتأثير العيوب في الوحدة المحددة بواسطة صورة EL
فيما يلي وصف موجز لعيوب EL الهامة التي قد تؤدي إلى فشل الأداء

أ) microcracks
يمكن أن تخلق التشققات الدقيقة فصلًا كهربائيًا , مما يؤدي إلى جزء خلوي غير نشط . من الصعب تحديد فقد الطاقة الناتج عن التشققات الدقيقة . يمكن أن يكون لها تأثير متفاوت بدون أي تأثير على الإطلاق . الشقوق الدقيقة في رقائق السيليكون هي شقوق دقيقة تظهر نتيجة للضرر أثناء التصنيع , الشحن , التثبيت , أو التشغيل .

كيفية منع التشققات الدقيقة
لمنع التشققات الشمسية الدقيقة , يجب معالجة ثلاثة مجالات وهي التصنيع , النقل , والبيئة . يجب على الشركة المصنعة للوحة الطاقة الشمسية أن تقر بهذا المجال الوقائي .

يجب أن يكون لدى المورد ما يلي:

• سلسلة توريد واضحة المعالم
• إجراء اختبار يضمن أن كل وحدة تخضع لاختبار EL
• سمعة طيبة

كيف تحدث microcracks
أحد الأسباب الرئيسية للتشقق الصغير هو عيوب التصنيع . ومع ذلك , هناك بعض الأسباب البيئية الطبيعية التي تسبب التشققات الصغيرة , مثل:

• ركوب الدراجات الحرارية (اختلاف درجة الحرارة بين الليل والنهار)
• الرطوبة والتجميد
• أحمال الضغط الدوري (أو الديناميكي) وتحميل الرياح
• تساقط ثلج كثيف
• وابل

يمكن أن تحدث التشققات الصغيرة أثناء التثبيت أيضًا , نظرًا لعدة أسباب , مثل:

• يخطو على الوحدات أو يستريح المعدات الأخرى على الوحدات
• ارتطام أو إسقاط الوحدات عند رفعها على السطح
• التثبيت على سطح غير مستوٍ , مما قد يتسبب في التواء إطار التثبيت ويضع ضغطًا على الوحدة

الشكل 1: نموذج مع شقوق صغيرة متعددة

ب) ما هي تشققات الخلية؟
تسبب تشققات الخلية عزل منطقة الخلايا . ويبدو أن تشققات الخلايا تكون أكثر حدة , حيث لا يمر التيار عبر هذه المنطقة , وقد يتسبب ذلك في ظهور نقاط ساخنة أو تبديد حراري . عندما يمر التيار عبر هذه النقاط الساخنة , تقوم بتسخين اللوحة الكهروضوئية وتبدأ في إتلاف اللوحة . ومن ثم فمن الضروري تحديد هذه النقاط الساخنة قبل أن تتلف اللوحة تمامًا .

الشكل 2: نموذج وحدة مع صدع الخلية

ج) عيوب اللحام
عندما تكون درجة الحرارة أثناء عملية اللحام غير مرتفعة بدرجة كافية , يحدث اللحام البارد . يتداخل اللحام البارد مع الاتصال بين شريط الخلية وعلامة التبويب الخلوية , مما يمنع تدفق الكهرباء ويؤدي إلى فقدان الطاقة إنتاج .

نظرًا لأهميتها , يقوم مصنعو الوحدات الشمسية بإجراء اختبار EL مرتين أثناء عملية التصنيع بشكل متكرر .

إذا تُركت بدون تحديد , يمكن أن يتطور اللحام البارد إلى نقاط ساخنة , مما يقلل من طاقة الوحدة ويسبب خطر نشوب حريق .

الشكل 3: نموذج وحدة مع عيوب لحام

د) تجاوز فشل الصمام الثنائي
عندما يفشل الصمام الثنائي الالتفافي أثناء عمل الوحدة النمطية , يتم عادةً إيقاف تشغيل أحد سلاسل الخلايا الثلاث . ، تكون النتيجة انخفاض بمقدار الثلث في الإخراج . داخل منحنى العائد لسلسلة , مع ظروف إشعاع جيدة , يوجد انخفاض في المحصول بهذا الحجم وفي العديد من الوحدات النمطية بشكل متكرر . الواجهة الأساسية لتوصيل الكهرباء إلى الخارج هي صندوق التوصيل في الجزء الخلفي من اللوح الشمسي .

الشكل 4: نموذج وحدة مع فشل الصمام الثنائي

يمكن أن تتسبب الثنائيات الالتفافية داخل حاوية صندوق التوصيل في قصر الدائرة وتحترق إذا اخترق الماء أو الغبار الحاوية .

قد يتسبب الصمام الثنائي الالتفافي المحترق أو الموصل في أن تصبح اللوحة دائرة مفتوحة , مما يمنع نقل الطاقة . ويمكن الكشف عن فشل الصمام الثنائي الالتفافي بمساعدة EL . يجب استبدال هذه الوحدات على الفور لتجنب التوصيل -حرق علبة أو فقدان إنتاجية الطاقة في النبات .

ه) التحلل الناجم المحتمل (PID)
عادةً ما يتم توصيل الألواح الشمسية في سلسلة طويلة لتوليد جهد عالي للنظام , غالبًا ما يتجاوز 1000 فولت , والذي يستخدم لتشغيل محولات الطاقة الشمسية .

الشكل 5: نموذج وحدة مع معرف المنتج

قد يكون فرق الجهد الكبير بين الإطارات المؤرضة والخلايا الشمسية كثيرًا جدًا بالنسبة للخلايا الشمسية منخفضة الجودة للتحكم , مما يؤدي إلى فشلها . ويمكن التعرف على هذه العيوب بمساعدة التصوير EL .

و) الخلايا الميتة
تحدث الخلايا الميتة عندما تتوقف خلية معينة عن توصيل التيار . وقد تكون الخلايا الميتة ناتجة عن الإجهاد الميكانيكي , الذي ربما تسبب سابقًا في تشقق الخلية في تلك المنطقة .

الشكل 6: نموذج مع خلية ميتة

3 . متى يجب فحص الوحدة من أجل el؟
الآن عندما يكون شخص ما على دراية بالعيوب ، من المهم معرفة متى يتم فحص الوحدة من أجل EL .

أ) أثناء الإنتاج , للتحقق من جودة الخلايا والوحدة النمطية , واستبدالها كلما لزم الأمر

لماذا هذا مهم؟

• سيساعد ذلك الشركات المصنعة على تحديد العيوب في المرحلة الأولى وتجنب الخسارة المستقبلية بسبب رفض الدُفعة أو مطالبات الضمان .
• الفوائد التي تعود على الشركة المصنعة: تجنب رفض توريد الدُفعات

ب) التفتيش بواسطة طرف ثالث بواسطة EL المحمولة قبل الإرسال .
سيمنع هذا إرسال وحدات ذات جودة رديئة ويرفض الدُفعات قبل أن تصل إلى الحقل .

لماذا هذا مهم؟

• سيعطي هذا الثقة لمالكي الأصول بأن الوحدات الموردة ذات نوعية جيدة ويمكن تجنب المشاكل المستقبلية لاستبدال الوحدة بسبب عيوب التصنيع .
• الفوائد التي تعود على مالكي الأصول: تجنب رفض الدُفعات أو الوحدات النمطية

ج) اختبار EL قبل التثبيت:
للتحقق من أضرار النقل والشحن . كما نعلم , النقل على الطرق الهندية يمكن أن يكون قطارًا حقيقيًا . حيث أن الوحدات الشمسية مصنوعة من خلايا يصل حجمها إلى 100-500 ميكرومتر , إذا لم تكن الوحدات يتم التعامل معها بشكل صحيح أثناء النقل أو عدم نقل الوحدات بشكل صحيح ، وقد يتسبب ذلك في حدوث تشققات أو تشققات دقيقة . ومن الممكن أيضًا أن تتعرض شاحنة النقل لحادث أثناء النقل , في هذه الحالة يكون هناك خطر كبير من الوحدات المكسورة والتالفة .

لماذا هذا مهم؟

• للمطالبة بتأمين النقل واستبدال الوحدات التالفة .

د) بعد اختبار EL التثبيت:
قد تتسبب المناولة في الموقع في فشل الوحدة أثناء التثبيت . إذا لم يتم التعامل مع الوحدات بشكل صحيح أثناء التثبيت أو النقل داخل المواقع ، فقد يتسبب ذلك في حدوث تشققات دقيقة أو تلف إطار الوحدة . ويمكن أيضًا إسقاط الوحدات عن طريق الخطأ أثناء الحركة داخل الموقع . قد تسبب هذه التشققات أو التشققات الدقيقة أو حتى كسر الوحدات . يمكن التعرف على هذه العيوب من El .

لماذا هذا مهم؟

• قد يكون مقاول epc مسؤولاً عن الأضرار وقد يتم استبدال الوحدات

هـ) للمطالبة بالتأمين ضد الكوارث الطبيعية مثل عواصف البرد , الأعاصير , الأمطار الغزيرة , الفيضانات وما إلى ذلك . يغطي التأمين نفقات اختبار EL الميداني , ويسمح لك بحماية نفسك من الخسائر المستقبلية نتيجة لهذا الحدوث . أثناء انتظار فقد الطاقة أو النقاط الساخنة التي تسببها التشققات الدقيقة في الوحدات النمطية , إما سيتم استبدال الوحدات المصغرة المتشققة أو الاحتفاظ بالمال في الضمان .

الأكثر أهمية , بدون بيانات اختبار EL , سيكون من المستحيل المطالبة بالوحدات الكهروضوئية الصغيرة المتشققة لاحقًا عندما يصبح فقدان الطاقة أو البقع الساخنة واضحًا . نافذة الفرصة لمالكي الأصول الذين ينتظرون بضع سنوات بعد وقوع الحادث عمليات الإغلاق التي حدثت: تحدد بوالص التأمين إطارًا زمنيًا محددًا للإبلاغ عن الضرر الناجم عن أحداث القوة القاهرة .

و) قبل شراء الأصل , قبل التوقيع على عقد التشغيل والصيانة , وللمقرضين قبل الصرف

• قبل شراء أحد الأصول ، فإن معرفة أداء المصنع أمر مهم . يمكن أن يساعد EL في تحديد العيوب وحماية المالكين الجدد من خسارة الإيرادات المحتملة .
• يمكن لمقاول التشغيل والصيانة دائمًا التخفيف من المخاطر من خلال معرفة حالة المصنع والوحدة وتقديم العطاءات للحصول على علاقات عامة مناسبة , بحيث يتم تجنب فقدان الأداء , بسبب عامل ليس تحت سيطرتهم , .
• بالنسبة للمقرضين , من المهم معرفة سلامة الوحدة قبل الاستثمار . ومن ثم يمكن لصورة EL للوحدة أن تتنبأ بالجودة الحالية للوحدات في الموقع .

4 . تأثير العيوب إذا لم يتم الكشف عنها؟
من المعروف أن قوة الألواح الشمسية تتناقص مع زيادة درجة الحرارة . تسبب الكراك في الوحدة في تبديد الطاقة في منطقة الخلية غير النشطة , لأنه يحد من مرور التيار عبر المنطقة غير النشطة مما يتسبب في ارتفاع درجة الحرارة عند المنطقة المتأثرة . في المناخ الهندي حيث تتراوح درجة حرارة الوحدة من 35 درجة إلى 45 درجة مئوية في المتوسط , سيؤدي ارتفاع درجة الحرارة في منطقة غير نشطة إلى مزيد من الانخفاض في الإنتاج .

ضع في اعتبارك السيناريو المحتمل التالي لمحطة 100 ميجاوات مع 350 واط في البوصة مع 285714 لوحة في الحقل .

• السيناريو أ: تدهور اللوحة 5٪ هو 1 . 18٪ بدلاً من 0 . 7٪ بسبب المنطقة غير النشطة في الخلايا (الخلية الميتة)
• السيناريو ب: تدهور لوحة 10٪ هو 0 . 9٪ بدلاً من 0 . 7٪ بسبب الشقوق أو المنطقة غير النشطة بسبب عيوب اللحام .
• السيناريو ج: تتأثر 10٪ من اللوحات بـ PID مع تدهور 5٪ تقريبًا بدلاً من 0 . 7٪
• في السيناريو أعلاه , سينتج مصنع بقدرة 100 ميجاوات 99 . 51 ميجاوات فقط في حالة ترك القليل من عيوب EL دون أن يلاحظها أحد .
• سيكون هناك خسارة 8 . خسارة 48 كهس في السنة والتي قد تكلف حوالي 40 ألف روبية خسارة سنويًا .
• إذا تم الكشف عن العيوب المذكورة أعلاه , يمكن للفرد المطالبة بالضمان , بناءً على العيوب , والنظر في العيوب في حساب إنتاجية الطاقة لتقليل خسارة ضمان العلاقات العامة .
• إذا لم يتم تحديد العيوب ، فقد يتسبب ذلك في مزيد من الضرر للألواح وقد يزداد الفقد كل عام .

5. الخلاصة
في هذه الورقة , أنواع العيوب في أ وحدة الطاقة الشمسية , تم مناقشة متطلبات اختبار EL , وتأثير اختبار EL إذا لم يتم إجراؤه . وقد تم وصف أن الشقوق , الشقوق الدقيقة , الخلايا الميتة يمكن أن تسبب نقاطًا ساخنة في الوحدة النمطية والتي قد يؤدي إلى تدهور الوحدة بشكل أكبر وقد يقيد الشيخوخة السابقة للنضج لمحطات الطاقة الشمسية . وصفت هذه الورقة أن المكاسب المحتملة لإجراء اختبار EL في مراحل مختلفة من دورة حياة الوحدة وتم تقديم وصف موجز لجميع وجهات النظر . تمت مناقشة التأثير على فقد الطاقة بسبب فشل EL غير المكتشف .