Die Leistung von Photovoltaikmodulen ist ein ganz wesentlicher Parameter, der die Höhe der Stromgestehungskosten und die Wirtschaftlichkeit eines Projektes maßgeblich bestimmt Solarkraftwerk. Daher, Solarhersteller streben nach technologischen Innovationen, um die Wettbewerbsfähigkeit ihrer Produkte zu steigern. In der Eile, neue Technologien auf den Markt zu bringen, verlieren Hersteller die Kontrolle über die Qualität. Infolgedessen erleben wir eine Wiederbelebung alter und neuer Fehlermechanismen Solarplatten Abbaumethoden.
Solar-Photovoltaikmodule sind anfällig für viele Fehlermodi und Alterungsmechanismen. Für eine stabile Leistung der Solarmodule über die gesamte Lebensdauer müssen Hersteller streng festgelegte Produktionsverfahren einhalten und hochwertige Komponenten verwenden. Eine vorzeitige Verschlechterung der Effizienz der PV-Module tritt auf, wenn die Phasen der Produktqualitätskontrolle übersprungen werden oder minderwertige Materialien verwendet werden.
Moderne Fertigungstechnologien nutzen Komponenten, die es vor 25 Jahren noch nicht gab. Daher liegen heute keine realen Daten vor, die die langfristige Zuverlässigkeit vieler moderner PV-Produktionstechnologien bestätigen.
Es gibt jedoch unabhängige Labore, die Geräte für Solarkraftwerke testen. Anhand der gewonnenen Daten können Sie die Zuverlässigkeit der PV-Anlage berechnen. Beispielsweise führt das Labor PV Evolution Tests durch, die die Eignung von Solaranlagen belegen. Mit PVEL-Quantifizierungsberichten können Sie Großprojekte zur Gewinnung von Solarenergie planen.
Abbildung 1 zeigt eine Grafik und eine Tabelle für die häufigsten Defekte von Solarzellen, die nach ihrem Stresstest auftreten.
Unter potenziell induzierter Degradation (PID) versteht man eine Verringerung der Ausgangsleistung von PV-Modulen im Laufe der Zeit. Es handelt sich um ein sehr unerwünschtes Phänomen, das sowohl durch interne als auch externe Ursachen verursacht wird.
Eine potenziell induzierte Verschlechterung von Photovoltaikmodulen ist der erwartete und normale Prozess, da jedes Gerät irgendwann ausfällt. Es ist jedoch wirtschaftlich machbar, die PID-Ursachen einzuschränken oder zu beseitigen. Dies verringert die Degradationsrate der Solarmodule und verbessert die Wirtschaftlichkeit des Projekts.
Eine Potentialdifferenz zwischen der Solarzelle und dem geerdeten Modulrahmen;
Feuchtigkeits- und Temperaturbelastung;
Herstellungsfehler;
Die unzureichende Dichte der Isolierschicht des Moduls.
Eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren von PV-Modulen bestimmt die Wirtschaftlichkeit von Solarkraftwerksprojekten. Daher ist ein erheblicher Produktivitätsrückgang in den ersten Betriebsjahren des Solarkraftwerks aus technischer und finanzieller Sicht einfach eine Katastrophe.
PID kann innerhalb weniger Wochen oder sogar Tage nach der Inbetriebnahme der PV-Anlage auftreten. Dies geschieht, wenn keine Erdung vorhanden ist. In diesem Fall kann es durch die Spannung zwischen Rahmen und Modulzellen zu einer „Drift“ von Natriumionen vom Glas zur Zelloberfläche kommen.
Die Zelle verfügt typischerweise über eine Antireflexionsbeschichtung aus Siliziumnitrid (SiN). Wenn die Löcher in dieser Beschichtung groß genug sind, um Natriumionen in die Zelle eindringen zu lassen, kann die Produktivität irreparabel sinken. In einer solchen Situation kann die Spannung zu einer statischen Aufladung führen, die sich ebenfalls negativ auf die Leistung auswirkt, obwohl dieser Effekt normalerweise reversibel ist.
PVEL bietet ein Verfahren zum Testen von PV-Modulen an, damit Anleger dem einen oder anderen Hersteller von Solarmodulen vertrauen können. Damit können Sie bestimmen, wie PID-resistent eine Solarzelle ist. Sollten sich bei der Prüfung unbefriedigende Ergebnisse hinsichtlich der Degradationsbeständigkeit der Solarbatterie ergeben, empfiehlt sich der Einsatz alternativer Lösungen. Sie können Erdungskonfigurationen oder verteilte Elektronik verwenden oder ein anderes PV-Modul wählen.
Sobald das Modul in einer Klimakammer platziert wird, wird die Vorspannung, die der maximalen Systemspannung (MSV) des Moduls (-1000 V oder -1500 V) entspricht, bei 85 °C und 85 % relativer Luftfeuchtigkeit für zwei Zyklen von 96 Stunden angelegt . Diese Temperatur-, Feuchtigkeits- und Spannungsvorspannungsbedingungen helfen PVEL dabei, mögliche Verschlechterungs- und Ausfallmechanismen im Zusammenhang mit erhöhten Leckströmen zu bewerten (Abb. 2).
Die in den Histogrammen dargestellten Ergebnisse zeigen einen Rückgang der durchschnittlichen Leistung für verschiedene Testproben desselben Modells. Die Histogramme berücksichtigen den Vergleich der Indikatoren für 2020 mit dem historischen PVEL-Datensatz.
In den letzten Jahren gab es viele Innovationen in der Photovoltaik-Technologie.Hersteller führen aktiv neue Prozesse und neue Komponenten ein.
PERC (Passivierte Emitter-Rückzelle) – eine zusätzliche dielektrische Schicht auf der Rückseite der Zelltechnologie für mono- und polykristalline Zellen. Diese Technologie erhöht den Absorptionsgrad von Photonen und die Quanteneffizienz von Zellen;
Bifacial ist ein doppelseitiges einkristallines Element. Bifaziale Zellen absorbieren Licht von beiden Seiten des Panels und können an der richtigen Stelle und unter den richtigen Bedingungen bis zu 27 % mehr Energie erzeugen als herkömmliche monofaziale Panels;
Mehrfachsammelschiene – Mehrfachband- und Drahtsammelschienen. Sammelschienen sind dünne Drähte oder Bänder, die an jeder Zelle entlang verlaufen und die Elektronen (den Strom) durch das Solarpanel transportieren.
Geteilte Paneele mit halbgeschnittenen Zellen verwendet halbgeschnittene oder halbgroße Zellen statt vollgroßer quadratischer Zellen und verlegt die Anschlussdose in die Mitte des Moduls. Dadurch wird das Solarmodul effektiv in zwei kleinere Module mit einer Kapazität von 50 % aufgeteilt, die parallel arbeiten. Hohe Leistung durch geringere Widerstandsverluste durch die Sammelschienen.
Doppelglas ist als Glas-Glas-, Doppelglas- oder Doppelglas-Solarmodul bekannt. Das hintere Glas ersetzt die herkömmliche weiße EVA-Rückwand (Kunststoff) und bildet ein Glas-Glas-Sandwich, das als überlegen gilt, da Glas sehr stabil und nicht reaktiv ist und sich im Laufe der Zeit nicht verschlechtert oder unter UV-Strahlung leidet.
Schindelzellen sind eine neue Technologie, die überlappende dünne Zellstreifen verwendet, die entweder horizontal oder vertikal über das Panel montiert werden können.
IBC (Interdigitated Back Contact Cells) sind nicht nur effizienter, sondern auch viel stärker als herkömmliche Zellen, da die hinteren Schichten die gesamte Zelle verstärken und dabei helfen, Mikrorisse zu verhindern, die schließlich zum Ausfall führen können.
HJT (Heterojunction-Zellen) Verwenden Sie eine Basis aus gewöhnlichem kristallinem Silizium mit zusätzlichen Dünnfilmschichten aus amorphem Silizium auf beiden Seiten der Zelle, die den sogenannten Heteroübergang bilden. Die mehrschichtigen Heterojunction-Zellen haben in Kombination mit der IBC-Technologie das Potenzial, die Effizienz zu steigern.
In den letzten Jahren hat sich die Technologie zur Herstellung von Photovoltaikmodulen stark verändert. Und nun stehen Käufer einem komplexen Markt mit unterschiedlichen Parametern und Eigenschaften von Solaranlagen gegenüber. Hersteller führen aktiv neue Prozesse und neue Komponenten ein. Bei den neuen Technologien zur Herstellung von Solarmodulen zeichnen sich drei wichtige Trends ab. Es ist wichtig, diese Trends zu verstehen, um Möglichkeiten zur Risikominderung bei Solarenergieprojekten zu finden.
| Trends | Risiken | Belohnung |
| Groß angelegte Einführung von PERC-Zellenarchitekturen. | Einige PERC-Zellen sind anfällig für licht- und temperaturinduzierte Degradation (LeTID), die die Energieausbeute im Feld um bis zu 10 % reduzieren kann. Auch die Anfälligkeit für eine Bor-Sauerstoff-Destabilisierung kann Anlass zur Sorge geben. | PERC-Zellen haben einen höheren Wirkungsgrad, weisen in der Regel eine bessere Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen und hohen Temperaturen auf und können zu vergleichbaren Kosten wie Al-BSF hergestellt werden. |
| Neue Zellarchitektur: mehr Busbars, runde Verbindungsdrähte, größere Wafer, Halb- oder Drittelzellen | Einige neue Zelldesigns sind anfälliger für Mikrorisse und erfordern möglicherweise schwierig umzusetzende Prozessänderungen an Fertigungslinien, die zu erhöhten Fehlerraten führen. | Neue Zelldesigns führen zu höheren Wirkungsgraden und Nennleistungen in PV-Modulen und führen zu geringeren Kosten. |
| Neue Modularchitektur: dünnere Rahmen, Glas-Glas, bifaziale, lichtumlenkende Folien (LRF). | Neuere Modulformfaktoren sind möglicherweise anfälliger für Beschädigungen und möglicherweise nicht mit vorhandenen Montagesystemen kompatibel. Der Branche fehlen langfristige Felddaten für neue Komponenten und Designs. | Leichtere Module sind einfacher zu transportieren und zu installieren. Neue Designs und Materialien können die Nennleistung auf dem Typenschild erhöhen. |
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