Problemas comuns e reparos de módulos fotovoltaicos

——Problemas comuns da bateria

A razão para as rachaduras em forma de rede na superfície do módulo é que as células são submetidas a forças externas durante a soldagem ou manuseio, ou são expostas repentinamente a altas temperaturas em baixas temperaturas sem pré-aquecimento, resultando em rachaduras. As rachaduras na rede afetarão a atenuação de potência do módulo e, após um longo período, detritos e pontos quentes afetarão diretamente o desempenho do módulo.

Os problemas de qualidade das rachaduras na rede na superfície da célula exigem inspeção manual para serem descobertos. Uma vez que as rachaduras na rede da superfície apareçam, elas aparecerão em grande escala em três ou quatro anos. As rachaduras reticulares eram difíceis de serem vistas a olho nu nos primeiros três anos. Atualmente, as imagens dos pontos quentes são geralmente obtidas por drones, e a medição EL dos componentes com pontos quentes revelará que as rachaduras já ocorreram.

Lascas de células são geralmente causadas por operação inadequada durante a soldagem, manuseio incorreto por pessoal ou falha do laminador. Falha parcial das lascas, atenuação de potência ou falha completa de uma única célula afetarão a atenuação de potência do módulo.

A maioria das fábricas de módulos agora possui módulos de alta potência com corte pela metade e, em geral, a taxa de quebra desses módulos é maior. Atualmente, as cinco grandes e as quatro pequenas empresas exigem que tais rachaduras não sejam permitidas e testarão o EL do componente em vários elos. Primeiro, testarão a imagem do EL após a entrega da fábrica de módulos ao local para garantir que não haja rachaduras ocultas durante a entrega e o transporte da fábrica de módulos; segundo, medirão o EL após a instalação para garantir que não haja rachaduras ocultas durante o processo de instalação da engenharia.

Geralmente, células de baixa qualidade são misturadas a componentes de alta qualidade (misturando matérias-primas/materiais no processo), o que pode facilmente afetar a potência geral dos componentes, que decairá drasticamente em um curto período de tempo. Áreas de chip ineficientes podem criar pontos quentes e até mesmo queimar componentes.

Como a fábrica de módulos geralmente divide as células em 100 ou 200 células como um nível de potência, eles não realizam testes de potência em cada célula, mas verificações pontuais, o que levará a tais problemas na linha de montagem automática para células de baixa qualidade. Atualmente, o perfil misto de células geralmente pode ser avaliado por imagens infravermelhas, mas se a imagem infravermelha é causada por perfil misto, rachaduras ocultas ou outros fatores de bloqueio requer uma análise EL mais aprofundada.

Raios são geralmente causados ​​por rachaduras na lâmina da bateria ou pela ação combinada da pasta de prata do eletrodo negativo, EVA, vapor d'água, ar e luz solar. A incompatibilidade entre EVA e pasta de prata e a alta permeabilidade à água da lâmina traseira também podem causar raios. O calor gerado no padrão de raios aumenta, e a expansão e a contração térmicas levam a rachaduras na lâmina da bateria, o que pode facilmente causar pontos quentes no módulo, acelerar a deterioração do módulo e afetar seu desempenho elétrico. Casos reais mostraram que, mesmo quando a usina não está energizada, muitos raios aparecem nos componentes após 4 anos de exposição ao sol. Embora o erro na potência do teste seja muito pequeno, a imagem EL ainda será muito pior.

Existem muitas razões que levam a PID e pontos quentes, como bloqueio de corpos estranhos, rachaduras ocultas nas células, defeitos nas células e corrosão e degradação severas de módulos fotovoltaicos causadas por métodos de aterramento de matrizes de inversores fotovoltaicos em ambientes de alta temperatura e umidade, que podem causar pontos quentes e PID. Nos últimos anos, com a transformação e o progresso da tecnologia de módulos de bateria, o fenômeno PID tem sido raro, mas as usinas de energia nos primeiros anos não podiam garantir a ausência de PID. O reparo de PID requer uma transformação técnica completa, não apenas dos próprios componentes, mas também do lado do inversor.

- Perguntas frequentes sobre fitas de solda, barras de barramento e fluxo

Se a temperatura de soldagem for muito baixa, o fluxo aplicado for muito baixo ou a velocidade for muito rápida, ocorrerá soldagem falsa, enquanto se a temperatura de soldagem for muito alta ou o tempo de soldagem for muito longo, ocorrerá sobressoldagem. A sobressoldagem e a sobressoldagem ocorreram com mais frequência em componentes produzidos entre 2010 e 2015, principalmente porque, durante esse período, os equipamentos da linha de montagem das fábricas chinesas começaram a migrar de importações estrangeiras para locais, e os padrões de processo das empresas da época foram reduzidos, resultando em componentes de baixa qualidade produzidos durante o período.

A soldagem insuficiente levará à delaminação da fita e da célula em um curto período de tempo, afetando a atenuação de potência ou falha do módulo; a soldagem excessiva causará danos aos eletrodos internos da célula, afetando diretamente a atenuação de potência do módulo, reduzindo a vida útil do módulo ou causando sucata.

Módulos produzidos antes de 2015 frequentemente apresentam uma grande área de deslocamento da fita, o que geralmente é causado pelo posicionamento anormal da máquina de solda. O deslocamento reduzirá o contato entre a fita e a área da bateria, delaminação ou afetará a atenuação da energia. Além disso, se a temperatura for muito alta, a dureza da fita será muito alta, o que fará com que a folha da bateria se dobre após a soldagem, resultando em fragmentos do chip da bateria. Agora, com o aumento das linhas da grade de células, a largura da fita está ficando cada vez mais estreita, o que exige maior precisão da máquina de solda, e o desvio da fita é cada vez menor.

A área de contato entre a barra de barramento e a fita de solda é pequena ou a resistência da solda virtual aumenta, e o calor pode causar a queima dos componentes. Os componentes sofrem uma forte atenuação em um curto período de tempo e, após um longo período de trabalho, queimam e, eventualmente, levam ao descarte. Atualmente, não há uma maneira eficaz de prevenir esse tipo de problema em estágio inicial, pois não há meios práticos para medir a resistência entre a barra de barramento e a fita de solda no final da aplicação. Os componentes de substituição só devem ser removidos quando as superfícies queimadas forem evidentes.

Se a máquina de solda ajustar excessivamente a quantidade de fluxo injetado ou se o pessoal aplicar fluxo em excesso durante o retrabalho, isso causará amarelamento na borda da linha de grade principal, o que afetará a delaminação do EVA na posição da linha de grade principal do componente. Pontos pretos com padrão de relâmpagos aparecerão após operação prolongada, afetando os componentes. Isso causará queda de energia, reduzindo a vida útil dos componentes ou causando sucateamento.

——Perguntas frequentes sobre EVA/Backplane

As causas da delaminação do EVA incluem o grau de reticulação desqualificado do EVA, a presença de corpos estranhos na superfície de matérias-primas como EVA, vidro e folha traseira, e a composição irregular das matérias-primas do EVA (como etileno e acetato de vinila), que não podem ser dissolvidas em temperaturas normais. Pequenas áreas de delaminação afetam a falha de alta potência do módulo, e grandes áreas de delaminação levam diretamente à falha e ao descarte do módulo. Uma vez que a delaminação do EVA ocorra, ela não é reparável.

A delaminação do EVA tem sido comum em componentes nos últimos anos. Para reduzir custos, algumas empresas têm um grau de reticulação do EVA insuficiente, e a espessura caiu de 0,5 mm para 0,3 mm e 0,2 mm. Piso.

A razão geral para o surgimento de bolhas no EVA é que o tempo de aspiração da laminadora é muito curto, a temperatura ambiente está muito baixa ou muito alta, e bolhas podem aparecer, ou o interior não está limpo e há objetos estranhos. Bolhas de ar nos componentes afetam a delaminação da placa de fundo do EVA, o que pode levar seriamente ao descarte. Esse tipo de problema geralmente ocorre durante a produção de componentes e pode ser reparado se a área for pequena.

O amarelamento das tiras de isolamento de EVA geralmente é causado pela exposição prolongada ao ar, ou pela poluição do EVA por fluxo, álcool, etc., ou ainda por reações químicas quando usado com EVA de diferentes fabricantes. Primeiro, a aparência ruim não é aceita pelos clientes e, segundo, pode causar delaminação, resultando na redução da vida útil do componente.

——Perguntas frequentes sobre vidro, silicone, perfis

O desprendimento da camada de filme na superfície do vidro revestido é irreversível. O processo de revestimento na fábrica de módulos geralmente pode aumentar a potência do módulo em 3%, mas após dois a três anos de operação na usina, a camada de filme na superfície do vidro cairá de forma desigual, o que afetará a transmitância do vidro do módulo, reduzirá a potência do módulo e afetará todo o quadrado. Esse tipo de atenuação geralmente é difícil de ser observado nos primeiros anos de operação da usina, pois o erro da taxa de atenuação e a flutuação da irradiação não são grandes, mas se for comparado a uma usina sem remoção do filme, a diferença na geração de energia ainda pode ser vista.

As bolhas de silicone são causadas principalmente por bolhas de ar no material original ou pela pressão de ar instável da pistola de ar. A principal razão para as lacunas é que a técnica de colagem da equipe não é padronizada. O silicone é uma camada de película adesiva entre a estrutura do módulo, a placa traseira e o vidro, que isola a placa traseira do ar. Se a vedação não for firme, o módulo será deslaminado diretamente, e a água da chuva entrará quando chover. Se o isolamento não for suficiente, ocorrerão vazamentos.

A deformação do perfil da estrutura do módulo também é um problema comum, geralmente causado pela resistência inadequada do perfil. A resistência do material da estrutura de liga de alumínio diminui, o que faz com que a estrutura do conjunto de painéis fotovoltaicos caia ou se rompa quando ocorrem ventos fortes. A deformação do perfil geralmente ocorre durante o deslocamento da falange durante a transformação técnica. Por exemplo, o problema mostrado na figura abaixo ocorre durante a montagem e desmontagem de componentes usando furos de montagem, e o isolamento falhará durante a reinstalação e a continuidade do aterramento não poderá atingir o mesmo valor.

——Problemas comuns na caixa de junção

A incidência de incêndio na caixa de junção é muito alta. Os motivos incluem: o fio condutor não está firmemente preso no slot do cartão, o fio condutor e a junta de solda da caixa de junção são muito pequenos para causar incêndio devido à resistência excessiva, e o fio condutor é muito longo para entrar em contato com as partes plásticas da caixa de junção. A exposição prolongada ao calor pode causar incêndio, etc. Se a caixa de junção pegar fogo, os componentes serão descartados diretamente, o que pode causar um incêndio grave.

Agora, os módulos de vidro duplo de alta potência serão divididos em três caixas de junção, o que será melhor. Além disso, a caixa de junção também será dividida em semi-fechada e totalmente fechada. Algumas delas podem ser reparadas após queimadas, e outras não.

Durante a operação e manutenção, também haverá problemas de enchimento de cola na caixa de junção. Se a produção não for rigorosa, a cola vazará e o método de operação do pessoal não for padronizado ou não for rigoroso, o que causará vazamentos na solda. Se não estiver correto, será difícil de consertar. Após um ano de uso, você pode abrir a caixa de junção e descobrir que a cola A evaporou e a vedação não é suficiente. Se não houver cola, ela entrará na água da chuva ou na umidade, o que fará com que os componentes conectados peguem fogo. Se a conexão não for boa, a resistência aumentará e os componentes queimarão devido à ignição.

Quebra de fios na caixa de junção e queda do cabeçote MC4 também são problemas comuns. Geralmente, os fios não são posicionados na posição especificada, resultando em esmagamento ou a conexão mecânica do cabeçote MC4 não é firme. Fios danificados podem causar falha de energia nos componentes ou acidentes perigosos de vazamento e conexão elétrica. A conexão incorreta do cabeçote MC4 pode facilmente causar incêndio no cabo. Esse tipo de problema é relativamente fácil de reparar e modificar em campo.

Reparo de componentes e planos futuros

Entre os vários problemas dos componentes mencionados, alguns podem ser reparados. O reparo dos componentes pode resolver rapidamente a falha, reduzir a perda de geração de energia e utilizar efetivamente os materiais originais. Entre eles, alguns reparos simples, como caixas de junção, conectores MC4, sílica gel de vidro, etc., podem ser realizados no local da usina. Como não há muitos funcionários de operação e manutenção em uma usina, o volume de reparos não é grande, mas eles devem ser proficientes e entender o desempenho, como a troca da fiação. Se a placa de fundo for arranhada durante o processo de corte, ela precisará ser substituída, e todo o reparo será mais complexo.

No entanto, problemas com baterias, fitas e backplanes de EVA não podem ser reparados no local, pois precisam ser reparados na fábrica devido às limitações do ambiente, processo e equipamento. Como a maior parte do processo de reparo precisa ser feita em um ambiente limpo, a estrutura deve ser removida, o backplane cortado e aquecido em alta temperatura para cortar as células problemáticas e, finalmente, soldado e restaurado, o que só pode ser realizado na oficina de retrabalho da fábrica.

A estação móvel de reparo de componentes é uma visão do futuro do reparo de componentes. Com o aprimoramento da potência e da tecnologia dos componentes, os problemas com componentes de alta potência diminuirão no futuro, mas os problemas com componentes nos primeiros anos estão surgindo gradualmente.

Atualmente, equipes de operação e manutenção capacitadas ou empresas responsáveis ​​por componentes fornecerão aos profissionais de operação e manutenção treinamento em capacidade de transformação de tecnologia de processo. Em usinas de energia terrestres de grande porte, geralmente há áreas de trabalho e áreas de convivência, que podem fornecer locais de reparo, basicamente equipados com uma pequena prensa, o que está ao alcance da maioria dos operadores e proprietários. Posteriormente, os componentes com problemas em um pequeno número de células não são mais substituídos diretamente e descartados, mas contam com pessoal especializado para repará-los, o que é possível em áreas com maior concentração de usinas fotovoltaicas.