Mikropęknięcia modułów i ich wpływ na produkcję fotowoltaiki

Żywotność modułów fotowoltaicznych może wynosić nawet kilkadziesiąt lat. Jeśli jednak przeoczysz mikropęknięcia – drobne uszkodzenia modułów fotowoltaicznych, ten scenariusz może się nie sprawdzić. Pęknięcia ogniw nie tylko obniżają produkcję energii z fotowoltaiki, ale także mogą spowodować nieodwracalne uszkodzenia w modułach. Jak temu zapobiegać i co robić, gdy mikropęknięcia się pojawią?

Przyczyny powstawania mikropęknięć na powierzchni modułów PV

Do mikropęknięć ogniw fotowoltaicznych w modułach może dojść na kilku etapach:

‍

• podczas produkcji – tu niebezpieczne jest szczególnie lutowanie, ponieważ ogniwa są poddawane wówczas dużemu naciskowi;
• przy transporcie, gdy nie zostanie zachowana odpowiednia ostrożność – mikropęknięcia mogą powstać np. na skutek uderzenia;
• w czasie montażu – tu przyczyną jest najczęściej nieostrożny transport modułów na dach lub wywieranie na nie zbyt dużego nacisku;
• w okresie eksploatacji – pod wpływem ciężaru śniegu, gradobicia, dużych wahań temperatury czy działania silnego wiatru;
• niewłaściwego użytkowania – np. mycia zimnych modułów gorącą wodą.

‍

Na powstawanie uszkodzeń wpływ ma także rodzaj modułów (monokrystaliczne są mniej podatne niż polikrystaliczne), a także wielkość ogniw. W ostatnich latach płytki krzemowe są coraz większe, a przez to bardziej narażone na pękanie. Do takich uszkodzeń modułów fotowoltaicznych nie dochodzi często – są dane mówiące o 1-2% takich przypadków w stosunku do ogólnej liczby montowanych modułów. 

‍

Prawdopodobieństwo jest jednak znacznie mniejsze, gdy wybierasz urządzenia wysokiej jakości, ze starannie kontrolowanym procesem produkcji. Na długą żywotność i bezawaryjną pracę ma także wpływ wybór godnego zaufania, profesjonalnego instalatora, który zwróci uwagę na bezpieczeństwo modułów podczas transportu i montażu.

Czy mikropęknięcia modułów fotowoltaicznych zawsze są problemem?

Występowanie niewielkich uszkodzeń modułów fotowoltaicznych samo w sobie nie jest groźne. Problem pojawia się, gdy mikropęknięcia ograniczają przepływ energii przez ogniwo i powodują powstawanie tzw. nieaktywnych obszarów. Wówczas moduł fotowoltaiczny zaczyna pracować z mniejszą wydajnością.

Problemem w przypadku takich uszkodzeń modułów PV jest także zagrożenie powstawaniem hotspotów, punktów o podwyższonej temperaturze, zwiększających ryzyko zwarć i pożarów.

Czy drobne uszkodzenia modułów PV można zauważyć gołym okiem?

Mówimy w tym przypadku o mikrouszkodzeniach – a więc takich, których użytkownik nie jest w stanie stwierdzić bez użycia profesjonalnego sprzętu. Najczęściej stosuje się dwie metody diagnozowania problemu:

‍

• Elektroluminescencja (EL) – polegająca na generowaniu światła po przyłożeniu prądu elektrycznego do badanego materiału. Nieaktywne, niewytwarzające energii ogniwa są widoczne jako ciemne linie lub obszary. Dzięki elektroluminescencji można zobaczyć kształt i rozmiar pęknięć.
• Elektroluminescencyjne wykrywanie pęknięć (ELCD) – również wykorzystujące luminescencję, ale w udoskonalonej postaci. Ta metoda została zaprojektowana specjalnie z myślą o wykrywaniu mikropęknięć, jest bardziej precyzyjna i zapewnia lepszą wizualizację.

‍

Specjaliści mogą także wykorzystywać metodę obrazowania fotoluminescencyjnego, obrazowania w podczerwieni, a nawet badać moduły pod mikroskopem.

‍

Wpływ mikrouszkodzeń na ilość energii z fotowoltaiki

Zmniejszenie produkcji energii wywołane pojedynczym mikropęknięciem raczej nie zostanie zauważone przez prosumenta. Gdy jednak takich uszkodzeń pojawi się więcej, efektywność instalacji fotowoltaicznej może się znacząco zmniejszyć.

Warto to obserwować na bieżąco, korzystając z oprogramowania do monitoringu fotowoltaiki. Jeśli uzysk energii będzie mniejszy i wykluczone zostaną inne przyczyny, warto zlecić badanie modułów fotowoltaicznych pod kątem mikropęknięć.

Co robić, gdy podejrzewasz uszkodzenie modułów fotowoltaicznych?

Jeśli na etapie transportu, montażu lub w okresie eksploatacji doszło do uszkodzenia modułów fotowoltaicznych, nie czekaj – skontaktuj się ze specjalistami od audytu instalacji fotowoltaicznych. Pamiętaj, że dokładna diagnoza problemu jest możliwa tylko dzięki użyciu profesjonalnego sprzętu.

‍

Taki audyt warto zlecać także rutynowo, co pewien czas. Im starsze moduły, tym mniejsza jest ich wydajność i tym większa podatność na mikrouszkodzenia. Co dzieje się w przypadku wykrycia mikrouszkodzeń? Wszystko zależy od ich rozmiaru i stopnia rozwoju. Jeśli problem dotyczy pojedynczego ogniwa, to nie ma większego powodu do obaw. Trzeba jednak mieć świadomość, że mikropęknięcia modułów fotowoltaicznych z czasem będą się rozszerzać i pogłębiać. Mogą powodować obniżenie wydajności pracy także innych, sąsiednich ogniw, a ostatecznie doprowadzić do spadku wydajności całego modułu. Wówczas naprawa jest już niemożliwa i moduł trzeba zutylizować.

‍

Warto zrobić wszystko, by tak się nie stało. Masz na to wpływ już na samym początku – poprzez wybór wysokiej jakości komponentów oraz zlecenie transportu i montażu sprawdzonej firmie. Pamiętaj także o odpowiednim dbaniu o moduły w okresie eksploatacji – ostrożne mycie czy usuwanie grubej pokrywy śniegu. Dzięki takim działaniom instalacja fotowoltaiczna będzie Ci służyła przez długi czas!

‍