A Közép-Floridai Egyetem által kialakított új vizsgálata kihívás elé állította a különböző cellatechnológiákat. Az eredmények előnyöket jeleznek a vizsgált heteroátmenetes modulok javára Most a tervezővel beszélgetünk az új módszertanról.
Alacsony hőmérséklet és nyomás hatására mikrorepedések jönnek létre
Kép: Közép-Floridai Egyetem
pv magazine: Önök kifejlesztettek egy reálisabb tesztsorozatot a mechanikai terhelés vizsgálatára, amely szimulálja a havat, majd a szél okozta rezgéseket, majd a napi hőmérséklet-ingadozást, majd ismét a rezgéseket. Hogyan valósítják meg ezt és miben különbözik a szabványos, az IEC [Nemzetközi Elektrotechnikai Bizottság, International Electrotechnical Commission] tanúsítványának elnyeréséhez szükséges vizsgálatoktól?
Eric Schneller, a Közép-Floridai Egyetem Floridai Napenergia Központ Intézetének kutatója: A szabványos, a cellák repedezésének megragadását célzó IEC vizsgálatok során a ciklikus mechanikus terhelést 50 hőciklus és 10 nedvességgel és fagyással járó ciklus követ. Olyan módosított sorozatot vezettünk be, amely a meglévő vizsgálati módszerre épül, de előtte és utána egy-egy új lépéssel kibővíti azt. Hatalmas, oldalirányú statikus mechanikai terheléssel indítunk, hogy létrehozzuk a cellák repedéseit. A már meglévő sorozat ezen repedések megnyitásának irányába hat. Végül újabb ciklikus mechanikai terhelést alkalmaznak a cellákat ért hőhatás utáni nyomásként.
Miért nem elegendő az „egyszerű” mechanikai terheléses vizsgálat?
A most érvényben lévő szabvány a minőségre vonatkozóan ésszerű minimum küszöbértékeket határoz meg az iparág számára, de azt nem tudjuk, hogy a vizsgálat megfelelően minősíti-e azokat a modulokat, amelyeknél elvárjuk a teljes 25 évig tartó élettartamot. Ahogy az IEC 61215 szabvány más területein is ez a helyzet, reméljük, hogy lesz lehetőség egy módosított változat bevezetésére, amely azt igényli, hogy a modulok képesek legyenek ellenállni a szigorúbb vizsgálati feltételeknek. 25 év alatt a modulokat a hő- és mechanikai stressz hatások széles köre fogja érni, és meggyőződésünk, hogy ez a módosított vizsgálatsor közelebb visz bennünket a teljesítmény teljes üzemi élettartam során történő biztosításához. Ez a sorozat legalább képes komoly értékelést adni a modulokról olyan területek esetén, ahol jelentős mechanikai terhelésre kell számítani, például jelentős mennyiségű hó vagy erős szél formájában.
Több modulhibát találnak a módosított vizsgálati szekvencia révén?
Az utóbbi években a szokásos modul felépítéseknél ritka esetnek számított, ha nem ment át a mechanikai tartóssági tesztsorozaton. Ez határozottan pozitív trend az ágazaton belül, azt igazolja, hogy a modulok tervezési és gyártási folyamatainak színvonala javul. Az újabb lépéssel kiegészített minőségi vizsgálatokon bizonyára lesznek olyan modulok, amelyeknek 5%-a nem fogja elérni a teljesítmény csökkenésre vonatkozó küszöbértéket. Amennyiben a minősítést szolgáló vizsgálatok észszerűek és reálisak, úgy gondoljuk, hogy fontos a korábbi teljesítmények túllépésére ösztönözni az ágazatot. Végső soron ez hozzá fog járulni a modulok üzemi élettartamának meghosszabbításához, és tovább fogja csökkenteni a napenergia árát.
A pv magazine webes szemináriuma
A továbbfejlesztett minőségellenőrizési vizsgálatot a Közép-Floridai Egyetem kutatói úgy alakították ki, hogy pontosabban szimulálja a környezet okozta stresszhatásokat. A hó okozta terhelésekre és a szél által keltett rezgésekre összpontosít. A vizsgálat elején repedést idéz elő, ezek megnyitására törekszik 20 évnél hosszabbra feltételezett időtartamot feltételezve. Az első vizsgálatok meglepő eredményeket hoztak, és megmutatták, hogy a különböző modultechnológiák mennyire eltérően viselkednek. Eric Schneller, a Közép-Floridai Egyetem kutatója összehasonlította a különböző típusú modulokat, többek között a mono és a multi PERC (passivated emitter rear contact), a mono PERT (passivated emitter rear totally diffused) és a HIT (heterojunction with intrinsic thin layer) technológiákat. Schneller felfedezte, hogy a japán gyártó, a Panasonic HIT moduljai jobban teljesítettek a vizsgálatokon, mint a három másik vizsgált modul. A vizsgálatokkal és az eredményekkel kapcsolatos további részletekről a pv magazine holnapi webes szemináriumán hallhat (közép-európai nyári idő szerint) 15:00 órakor Berlinben. Kattintson ide további információkért és a regisztrációhoz.
Önök négy modultechnológiát vetettek alá vizsgálatoknak, és egyértelmű trendek rajzolódtak ki arra vonatkozóan, hogy melyik viselkedik kedvezőbben. Ez a véletlennek, a kiválasztott minták minőségének köszönhető, vagy az eredmények tükrözik a technológiák legfontosabb jellemzőit? Van arra vonatkozóan elmélete, hogy miért tapasztalnak ilyen eltéréseket, és tud ezekre magyarázatot adni?
E munka során megvizsgáltunk néhány modul technológiáját, és a módosított vizsgálatsorunkra adott válaszok igen széles tartományon belül szóródnak. Természetesen igaz, hogy a véletlenszerűség tetten érhető a cellák repedezésénél, de az eredményeinkből az is világosan látszik, hogy a cella kialakítása, a cellák összekötésének technológiája és a csomagolóanyagok kritikus szerepet játszanak a modulok tartósságának átfogó mechanizmusában. A cella és a modul gyártási folyamatai fontos szerepet játszanak a kezdeti repedések iránti fogékonyság kialakulásában; míg a csomagolás és az összekapcsolás rendszere a repedés megnyílásának vagy hő hatására a további repedések létrejöttének megakadályozásában fontosak.
Forrás: pv-magazine
