Microscheurtjes in zonnepanelen zijn minuscule breuken of scheurtjes die kunnen ontstaan in de fotovoltaïsche cellen of de beschermende lagen van de zonnepaneelstructuur. Hoewel deze scheurtjes vaak microscopisch klein en met het blote oog niet waarneembaar zijn, spelen ze een cruciale rol bij het beïnvloeden van de algehele prestaties en levensduur van zonnepanelen. Microscheurtjes kunnen de prestaties van het zonnepaneel beïnvloeden, wat kan leiden tot stroomverlies, een veel kortere levensduur of zelfs beëindiging van de energieproductie van het hele zonnepaneel. In dit artikel wordt uitgelegd wat de oorzaken zijn van microscheurtjes in zonnepanelen, hoe ze worden opgespoord, wat de gevolgen zijn en welke typen zonnepanelen minder snel microscheurtjes vertonen.
Inhoud:
Waarom zitten er microscheurtjes in mijn zonnepanelen?
Welke schade kunnen microscheurtjes veroorzaken?
Hoe inspecteer ik op microscheurtjes tijdens de installatie en het gebruik van zonnepanelen?
De juiste zonnepanelen kiezen om microscheurtjes te beperken
Waarom zitten er microscheurtjes in mijn zonnepanelen?
De oorzaken van microscheurtjes kunnen divers en veelzijdig zijn:
Defecten bij de productie:
Onjuiste praktijken tijdens het fabricageproces kunnen aanzienlijk bijdragen aan het ontstaan van microscheurtjes in zonnepanelen. Onjuiste behandeling, suboptimale materiaalselectie of lacunes in de kwaliteitscontrole creëren een omgeving waarin kwetsbaarheden worden geïntroduceerd. Deze zwakke plekken, die voortkomen uit de productiefase, worden potentiële katalysatoren voor het ontstaan en de verspreiding van microscheurtjes in de structuur van het zonnepaneel. Daarom onderstreept het de kritieke noodzaak van nauwgezette aandacht voor details, goede training van personeel en strikte naleving van protocollen voor kwaliteitscontrole tijdens het hele fabricageproces om het risico op de vorming van microscheurtjes te minimaliseren.
Mechanische spanning:
Mechanische belasting is een belangrijke factor die bijdraagt aan de vorming van microscheurtjes in zonnepanelen en kan worden onderverdeeld in verschillende fasen, waaronder transport, installatie en externe omgevingsfactoren.
Tijdens het transport kan mechanische spanning een significante invloed hebben op zonnepanelen, vooral als het gaat om de verpakking, opslag en verwerking in de toeleveringsketen. Ongeschikte verpakkings- of opslagprocedures kunnen zonnepanelen blootstellen aan overmatige druk, wat kan leiden tot de vorming van microscheurtjes. Onjuiste transportmethoden, zoals ruwe behandeling of onjuist stapelen, kunnen zonnepanelen blootstellen aan trillingen en schokken, wat kan leiden tot mechanische spanning en een verhoogd risico op de vorming van microscheurtjes.
Daarom is het van cruciaal belang om problemen met verpakking, opslag en verwerking aan te pakken om de kans op microscheurtjes tijdens het transport te minimaliseren.
Door de installatie veroorzaakte mechanische spanning is ook een belangrijk probleem voor zonnepanelen. Praktijken zoals verkeerd stapelen, apparatuur op panelen laten rusten, onbedoelde stoten en installatie op niet-vlakke oppervlakken kunnen plaatselijke drukpunten creëren, wat kan leiden tot microscheurvorming. Het slepen van panelen tijdens transport veroorzaakt door wrijving veroorzaakte stress, terwijl onjuiste draagtechnieken, zoals het gebruik van slechts één persoon of het zitten op de rand van de module, ongelijke krachten kunnen veroorzaken. Deze praktijken vormen een risico voor de efficiëntie en levensduur van zonnepanelen en benadrukken de noodzaak van zorgvuldige hanterings- en installatieprocedures om mechanische spanning te verminderen en optimale prestaties te garanderen.
Zoals te zien is in de afbeelding hieronder, werd uit tests geconcludeerd dat het verkeerd laten rusten van de schouders en het hoofd op het paneel tijdens het traplopen resulteerde in een vermogensverlies van 1%. De juiste manier om het paneel te dragen is om het gewicht in uw handen te balanceren tegen het frame van het paneel.
Voorbeeld van prestatievermindering door onjuist dragen van een zonnepaneel
De juiste manier om een zonnepaneel te dragen
Tijdens langdurig gebruik van zonnepanelen spelen externe omgevingsfactoren, waaronder weersgerelateerde stress zoals wind, hagel en extreme temperatuurschommelingen, een belangrijke rol bij de mechanische belasting van zonnepanelen. Als deze omgevingsstressoren na verloop van tijd aanhouden, kunnen ze bijdragen aan de cumulatieve ontwikkeling van microscheurtjes. Een allesomvattende aanpak voor het minimaliseren van het risico op microscheurtjes in zonnepanelen bestaat daarom uit het begrijpen en verminderen van mechanische spanning in verschillende stadia, van transport tot installatie en gebruik. Door zowel de interne verwerkingspraktijken als de externe omgevingsfactoren aan te pakken, kunnen de algehele betrouwbaarheid en prestaties van zonnepanelen worden verbeterd.
Thermische cycli:
Thermische cycli, die het gevolg zijn van dagelijkse en seizoensgebonden temperatuurschommelingen, komen naar voren als een cruciale factor die bijdraagt aan de ontwikkeling van microscheurtjes in zonnepanelen. Het constante uitzetten en krimpen van materialen in zonnepanelen, beïnvloed door wisselend zonlicht en weersomstandigheden, creëert omstandigheden die gunstig zijn voor het ontstaan en de verspreiding van microscheurtjes gedurende langere perioden van blootstelling. De repetitieve stress die wordt veroorzaakt door thermische cycli onderstreept het belang van temperatuurvariaties bij het ontwerp, de fabricage en de installatie van zonnepanelen om hun duurzaamheid en lange levensduur te verbeteren.
Welke schade kan worden veroorzaakt door microscheurtjes?
Verhoogde weerstand en thermische schade: Microscheurtjes kunnen de elektrische weerstand verhogen, waardoor de temperatuur stijgt en er hotspots ontstaan. Deze escalatie van thermische schade draagt verder bij aan de algehele verslechtering van de aangetaste zonnecel. In bepaalde gevallen kunnen microscheurtjes zich voortplanten, waardoor een aanzienlijk gebied binnen een individuele cel geïsoleerd raakt van het circuit. Deze isolatie kan leiden tot omgekeerde voorspanning, waardoor de temperatuur in het aangesloten deel van de cel stijgt. Als de temperaturen stijgen, bestaat het risico dat er permanente schade wordt aangericht, waardoor niet alleen de energieproductie afneemt, maar in extreme gevallen mogelijk een catastrofale storing optreedt, zoals glasbreuk of, in ongelukkige gevallen, brand als gevolg van de intense hitte die door een cel in omgekeerde voorspanning wordt gegenereerd.
Verminderd uitgangsvermogen: De verhoogde elektrische weerstand leidt tot een afname van het opgewekte vermogen, waardoor de algehele efficiëntie van het zonnepaneel afneemt.
Voortplanting van scheuren en falen van de module: Als microscheurtjes zich uitbreiden in de lengte, kunnen ze zich ontwikkelen tot grotere scheuren, waardoor de energieproductie van de hele module mogelijk wordt stopgezet of beëindigd. Dit maakt vervanging noodzakelijk en heeft een aanzienlijke invloed op de totale levensduur van het zonnepaneel.
Om deze schadelijke effecten te beperken, is vroegtijdige detectie door regelmatige inspecties essentieel. Zoals eerder vermeld, kunnen er verschillende methoden worden gebruikt om microscheurtjes snel te identificeren en aan te pakken, zodat de prestaties en levensduur van zonnepanelen op peil blijven.
Hoe inspecteer je op microscheurtjes tijdens de installatie en het gebruik van zonnepanelen?
Het opsporen van microscheurtjes in zonnepanelen is een cruciaal proces dat essentieel is voor optimale prestaties en een lange levensduur. Er zijn verschillende inspectiemethoden voor verschillende scenario's tijdens zowel de installatie- als de gebruiksfase:
EL (elektroluminescentie):
Elektroluminescentie (EL) werkt volgens het principe dat er licht wordt gegenereerd wanneer er elektrische stroom op een materiaal wordt gezet. Op het gebied van zonnecellen wordt EL toegepast om defecten te visualiseren en te identificeren die niet goed zichtbaar zijn met alternatieve methoden. EL-testen zijn vooral effectief bij het detecteren van microscheurtjes, gebroken cellen en andere interne defecten in zonnecellen. Deze methode biedt direct inzicht in de structurele integriteit van cellen en brengt verborgen problemen aan het licht die met andere testmethoden misschien niet ontdekt kunnen worden.
ELCD (elektroluminescentie barstdetectie):
ELCD maakt gebruik van elektroluminescentie om efficiënt microscheurtjes in zonnepanelen te detecteren. Door een elektrische stroom toe te passen worden elektroluminescerende materialen geactiveerd, waardoor zichtbaar licht wordt geproduceerd dat door microscheurtjes wordt veranderd, waardoor ze visueel detecteerbaar worden. Deze niet-destructieve methode is cruciaal voor kwaliteitscontrole tijdens de productie en preventief onderhoud in het veld. In tegenstelling tot traditionele elektroluminescentie (EL) is ELCD specifiek ontworpen voor het detecteren van microscheurtjes, waardoor deze minuscule structurele defecten met grotere precisie kunnen worden opgespoord en gevisualiseerd. De specificiteit van ELCD maakt het een waardevol hulpmiddel dat de betrouwbaarheid en efficiëntie van zonnepaneelinstallaties waarborgt door problemen aan te pakken die met andere testmethoden onopgemerkt zouden kunnen blijven.
Naast deze twee manieren zijn er nog verschillende andere methoden:
Fotoluminescentie beeldvorming:
Fotoluminescentiebeeldvorming kan het best worden gebruikt tijdens installatie en gebruik en identificeert microscheurtjes die van invloed zijn op de fotovoltaïsche omzettingsefficiëntie. Deze techniek kan naadloos worden geïntegreerd in reguliere onderhoudsroutines om de efficiëntie te behouden.
Infraroodbeeldvorming:
Infraroodbeeldvorming (IR) vangt de warmtestraling op die door een object wordt uitgezonden, waardoor temperatuurvariaties kunnen worden geïdentificeerd die duiden op defecten of onregelmatigheden. Specifiek bij zonnecellen wordt IR veel gebruikt voor thermische inspecties om oververhitting te detecteren, defecte onderdelen te identificeren en onregelmatigheden op te sporen in zowel zonnecellen als fotovoltaïsche modules. Deze techniek is vooral effectief bij het identificeren van problemen met elektrische verbindingen, zoals losse of beschadigde bedrading.
Visuele inspectie en microscopisch onderzoek:
Visuele inspectie en microscopisch onderzoek zijn het meest toepasbaar tijdens installatie en routineonderhoud en omvatten directe observatie en gedetailleerd structureel onderzoek. Deze praktijkgerichte aanpak identificeert effectief zichtbare scheuren op oppervlakken van zonnepanelen.
In de praktijk kunnen professionals ervoor kiezen om deze inspectiemethoden afzonderlijk of gecombineerd toe te passen, afhankelijk van de specifieke vereisten en omstandigheden van het zonnepaneelsysteem. Het is noodzakelijk om getrainde experts in te schakelen, vooral bij het gebruik van geavanceerde technische apparatuur, om een nauwkeurige detectie en analyse van microscheurtjes te garanderen. Regelmatige controle en een allesomvattende aanpak dragen aanzienlijk bij aan de algehele betrouwbaarheid en levensduur van het zonne-energiesysteem.
Kies de juiste zonnepanelen om microscheurtjes te beperken
Bij zonnepanelen is het beheer van microscheurtjes van cruciaal belang om de betrouwbaarheid en prestaties van het systeem te garanderen. Hoewel microscheurtjes een veelvoorkomende uitdaging vormen, hebben innovatieve technologieën, zoals IBC-technologie en HJT-technologie, de impact van microscheurtjes op de prestaties aanzienlijk verminderd:
HJT Zonnepanelen:
N-type monokristallijn siliciumsubstraat:
HJT zonnecellen gebruiken een N-type monokristallijn siliciumsubstraat dat bekend staat om zijn hoge zuiverheid en uniformiteit. Vergeleken met polykristallijn silicium is de monokristallijne structuur compacter en consistenter, waardoor microscheurtjes als gevolg van spanningsconcentratie worden verminderd.
Laag van niet-gedoopt amorf silicium (i-a-Si:H)
Een laag van ongedoopt amorf silicium wordt afgezet op het monokristallijne siliciumsubstraat en fungeert als een "bufferlaag". Deze laag biedt extra elasticiteit en bescherming wanneer de cel fysieke spanning ondergaat, zoals buigen of druk tijdens transport en installatie. Dit helpt om de spanning op het substraat te verminderen, waardoor er minder microscheurtjes ontstaan.
Volledige halfcelverwerkingsmethode:
HJT-zonnepanelen maken gebruik van een unieke volledige halfcelverwerkingstechniek die snijschade aan de zonnecellen volledig vermijdt. Deze innovatieve aanpak minimaliseert de impact van microscheurtjes op zonnepanelen aanzienlijk en pakt potentiële schade tijdens het productie- en verwerkingsproces proactief aan.
Lagere productietemperatuur:
Vergeleken met traditionele zonnecellen van kristallijn silicium worden HJT-cellen geproduceerd bij lagere temperaturen. Deze lagere verwerkingstemperatuur betekent dat de materialen minder thermische stress ondergaan tijdens de productie, wat helpt bij het verminderen van de vorming van microscheurtjes.
Geoptimaliseerde algemene structuur:
De algehele structuur van HJT cellen is tijdens het ontwerp en de fabricage geoptimaliseerd om de weerstand tegen fysieke spanning te verbeteren. De randen en hoeken van de cellen zijn bijvoorbeeld gladder ontworpen, waardoor spanningsconcentratiepunten worden verminderd.
Ultra-Multi Busbar Ontwerp:
HJT-panelen hebben een ontwerp met smallere busbars, waardoor er minder zilverpasta wordt gebruikt en er dus minder schaduweffecten zijn, terwijl de transmissieafstand korter wordt. Dit ontwerp verbetert niet alleen de elektrische prestaties van de panelen, maar minimaliseert ook het stroomverlies veroorzaakt door microscheurtjes, beschadigde busbars en breuken, wat de betrouwbaarheid en levensduur van het paneel verder verbetert.
Verbeterde mechanische sterkte:
Door de verschillende ontwerp- en fabricageoptimalisaties die hierboven zijn genoemd, is de algehele mechanische sterkte van HJT-zonnecellen verbeterd. Deze verhoogde sterkte helpt de integriteit van de cellen te behouden tijdens transport en installatie, waardoor het risico op microscheurtjes afneemt.
Maysun Solar benut de ongeëvenaarde voordelen van heterojunction technologie (HJT), waardoor onze HJT-zonnepanelen een aanzienlijke vooruitgang betekenen in de opwekking van zonne-energie. Deze panelen bereiken niet alleen een kwantumsprong in efficiëntie, maar vertonen ook een opmerkelijke verbetering in weerstand tegen microscheuren.
IBC zonnepanelen:
IBC zonnepanelen hebben een aanzienlijk voordeel op het gebied van weerbestendigheid. Het innovatieve All Back Contact-ontwerp in IBC-zonnepanelen voorkomt trekschade en loslating als gevolg van thermische uitzetting en inkrimping van de voorste lasstrip onder zware temperatuurstress. Dit ontwerp garandeert een consistente en stabiele stroomopwekking van de zonnepanelen en vermindert de nadelige effecten van thermische variaties op de integriteit van het paneel.
Maysun Solar's nieuwste generatie Interdigitated Back Contact (IBC) zonnepanelen integreren naadloos microscheurbestendigheid, hoge efficiëntie, esthetische aantrekkingskracht en een verlengde levensduur. Kiezen voor IBC zonnepanelen van Maysun Solar is een weloverwogen beslissing voor mensen die zowel efficiëntie als prestaties willen maximaliseren. De afbeelding hieronder toont de IBC 430W Full Black zonnepanelen geïnstalleerd op een dak door een Duitse klant van Maysun Solar. Klik voor meer informatie op de knop hieronder.
Maysun Solar is sinds 2008 gespecialiseerd in de productie van hoogwaardige fotovoltaïsche modules. Kies uit ons brede aanbod van volledig zwarte, black frame, zilveren en glas-glas zonnepanelen die gebruik maken van half-cut, MBB, IBC, HJT en Shingled technologieën. Deze panelen bieden superieure prestaties en stijlvolle ontwerpen die naadloos passen in elk gebouw. Maysun Solar heeft met succes kantoren, magazijnen en langdurige relaties met uitstekende installateurs in tal van landen! Neem contact met ons op voor de laatste module offertes of alle PV-gerelateerde vragen. We helpen u graag verder.
Referentie:
Chang, T. (2023, July 31). How microcracks damage solar panels - WINAICO Australia. WINAICO Australia. https://www.winaico.com.au/blog/what-cause-microcracks
RenewSys India. (2023, February 3). Micro cracks in solar modules: Causes, detection and prevention. renewsysworld. https://www.renewsysworld.com/post/micro-cracks-in-solar-modules-causes-detection-and-prevention
Misschien ook interessant:
