सौर पीवी मॉड्यूल दोष और विफलता

स्रोत: ee.co.za

आधुनिक सौर पीवी उपकरण उत्पाद के पूर्ण जीवनकाल में विश्वसनीय संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है। इसके बावजूद विनिर्माण दोष और समय से पहले की विफलताएं अभी भी होती हैं जो किसी उत्पाद के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकती हैं।

विश्वसनीयता और गुणवत्ता को आधुनिक सौर पीवी उपकरण में डिज़ाइन और निर्मित किया गया है। बड़े पैमाने पर उत्पादन तकनीक, हालांकि नियंत्रित और खराब गुणवत्ता नियंत्रण अभी भी उत्पाद में विनिर्माण दोषों को पेश कर सकता है, और क्षेत्र की स्थापना के साथ-साथ परिवहन को नुकसान हो सकता है, जो सभी उत्पादों के जीवनकाल को छोटा कर सकते हैं।

फोटोवोल्टिक प्रणालियों की लागत को कम करने का एक प्रमुख कारक पीवी मॉड्यूल की विश्वसनीयता और सेवा जीवन समय को बढ़ाना है। आज के आँकड़े 0,8% / वर्ष [1] के क्रिस्टलीय सिलिकॉन पीवी मॉड्यूल के लिए रेटेड शक्ति की गिरावट दर दर्शाते हैं। यद्यपि आधुनिक उत्पादों को उच्च गुणवत्ता वाली सामग्री और मशीनीकृत निर्माण के उपयोग के लिए डिज़ाइन किया गया है, लेकिन मूल्य प्रतियोगिता के परिणामस्वरूप पैनल के निर्माण में पतली और कम सामग्री का उपयोग किया गया है। इसके अलावा इस बात के सबूत हैं कि कुछ मैन्युफैक्चरर्स कम गुणवत्ता वाली सामग्रियों का इस्तेमाल कम कीमतों पर करने के लिए वापस आ गए हैं।

पैनल की समयपूर्व विफलता पीवी प्रतिष्ठानों के लिए एक प्रमुख वित्तीय निहितार्थ हो सकती है, क्योंकि प्रमुख जीवन चक्र लागत पूंजी है। एक पीवी मॉड्यूल विफलता एक ऐसा प्रभाव है जो या तो मॉड्यूल शक्ति को कम कर देता है जो सामान्य ऑपरेशन से उलट नहीं होता है या एक सुरक्षा मुद्दा बनाता है।

एक विशुद्ध रूप से कॉस्मेटिक मुद्दा जिसमें इन परिणामों में से कोई भी नहीं है, पीवी मॉड्यूल विफलता के रूप में नहीं माना जाता है। एक पीवी मॉड्यूल विफलता वारंटी के लिए प्रासंगिक है जब यह उन परिस्थितियों में होता है जो मॉड्यूल सामान्य रूप से अनुभव करता है [1]।

आमतौर पर उत्पादों की विफलताओं को निम्नलिखित तीन श्रेणियों में विभाजित किया जाता है:

• शिशु की विफलता

• मिडलाइफ विफल

• पहनने के बाहर विफलताओं

अंजीर। 1 पीवी मॉड्यूल के लिए इन तीन प्रकार की विफलताओं के लिए उदाहरण दिखाता है। इन मॉड्यूल विफलताओं के अलावा, कई पीवी मॉड्यूल स्थापना के तुरंत बाद प्रकाश-प्रेरित बिजली क्षरण (एलआईडी) दिखाते हैं। एलआईडी एक विफलता प्रकार है जो किसी भी तरह होता है और पीवी मॉड्यूल के लेबल पर मुद्रित रेटेड शक्ति आमतौर पर इस विफलता के कारण अपेक्षित मानकीकृत संतृप्त बिजली हानि से समायोजित होती है।

अंजीर। 1: वेफर-आधारित क्रिस्टलीय फोटोवोल्टिक मॉड्यूल [1] के लिए तीन विशिष्ट विफलता परिदृश्य।

एलआईडी: प्रकाश-प्रेरित गिरावट
पीआईडी: संभावित प्रेरित गिरावट
ईवा: एथिलीन विनाइल एसीटेट
J- बॉक्स: जंक्शन बॉक्स

दोष और विफलता की घटना

पैनल के पूर्ण जीवनकाल में इन-सर्विस विफलता के विस्तृत अध्ययन उपलब्ध नहीं हैं क्योंकि अधिकांश इंस्टॉलेशन हाल ही में हैं, और आपूर्तिकर्ता ऐसे आंकड़े जारी करने के लिए अनिच्छुक हैं। शिशु मृत्यु दर अध्ययन की रिपोर्ट, अर्थात् स्थापना पर विफलता, स्थापित किए गए सभी पैनलों के 1 और 2% के बीच के आंकड़े देते हैं [3]। त्वरित जीवनकाल के साथ कई सिमुलेशन अध्ययन किए गए हैं, लेकिन सीमित संख्या में पैनल पर।

बीपी सोलर ने सोलारेक्स सी-सी पैनल के लिए आठ साल की अवधि में 0,13% की विफलता की रिपोर्ट की है और सैंडिया नेशनल लेबोरेटरीज ने फील्ड डेटा [4] के आधार पर 0,05% प्रति वर्ष की विफलता दर की भविष्यवाणी की है। हालाँकि ये शुरुआती जीवन के आंकड़े हैं और बड़े पैमाने पर प्रतिष्ठानों के लिए देर से जीवन विफलताओं पर कोई आंकड़े उपलब्ध नहीं हैं।

प्रमुख दोष और विफलताएँ

विफलताओं को प्रदर्शन और सुरक्षा संबंधी विफलता प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है। सुरक्षा संबंधी विफलताओं से संपत्ति को नुकसान या कर्मियों को चोट लग सकती है। प्रदर्शन संबंधी विफलताओं के परिणामस्वरूप आउटपुट पावर में कमी या गिरावट होती है।

दोष निम्नलिखित क्षेत्रों में होते हैं:

• क्रिस्टलीय पीवी उत्पादों में वेफर्स या कोशिकाएं

• इनकैप्सुलेशन

• कांच का आधार

• आंतरिक वाइरिंग

• फ्रेम और फिटिंग

• अनाकार पीएस में अनाकार परतें

वेफर या सेल दोष

सेल की दक्षता में गिरावट सेल के जीवन पर सामान्य है और इसे गलती या विफलता के रूप में नहीं माना जाता है जब तक कि गिरावट की दर सामान्य सीमा से अधिक न हो। वफ़र या कोशिकाओं के दोष के अधिकांश वेफर और कनेक्शन और कंडक्टर को नुकसान की दरार होगी। छोटे दोष विरोधी चिंतनशील कोटिंग (एआरसी) क्षति और सेल जंग से उत्पन्न होते हैं। अनाकार सौर पैनलों में प्रकाश से प्रेरित गिरावट एक ज्ञात प्रभाव है और इसे आवश्यक रूप से विफलता नहीं माना जाता है। संभावित प्रेरित गिरावट एक नई घटना है जो पीवी सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले उच्च वोल्टेज के परिणामस्वरूप दिखाई दी है।

विरोधी चिंतनशील कोटिंग प्रदूषण

एक एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग (एआरसी) प्रकाश के कैप्चर को बढ़ाता है और इसलिए, मॉड्यूल पावर रूपांतरण को बढ़ाता है। एआरसी परिशोधन तब होता है जब विरोधी परावर्तक कोटिंग सेल की सिलिकॉन सतह से बाहर आती है। यह एक गंभीर दोष नहीं है जब तक कि बहुत अधिक प्रदूषण न हो [2]। अनुसंधान ने एआरसी गुणों को पीआईडी में एक कारक के रूप में दिखाया है।

सेल क्रैकिंग

पीवी मॉड्यूल में दरारें सर्वव्यापी हैं। वे मॉड्यूल के जीवनकाल के विभिन्न चरणों में विकसित हो सकते हैं।

विशेष रूप से निर्माण के दौरान, टांका लगाने से कोशिकाओं में उच्च तनाव उत्पन्न होता है। परिवहन में हैंडलिंग और कंपन दरारें उत्पन्न या बढ़ा सकते हैं [4]। अंत में, क्षेत्र में एक मॉड्यूल हवा (दबाव और कंपन) और बर्फ (दबाव) के कारण यांत्रिक भार का अनुभव करता है।

माइक्रो-क्रैक के कारण या बढ़ सकता है:

• उत्पादन

• ट्रांसपोर्ट

• स्थापना

• सेवा में तनाव (थर्मल और अन्यथा)

क्रिस्टलीय वेफर्स आकार में वृद्धि हुई है और वर्षों में मोटाई में कमी आई है, टूटने और टूटने की क्षमता बढ़ रही है। सौर कोशिकाओं में दरारें पीवी मॉड्यूल के लिए एक वास्तविक समस्या है क्योंकि वे बचना मुश्किल है और, अब तक, मूल रूप से अपने जीवनकाल के दौरान मॉड्यूल की दक्षता पर उनके प्रभाव को निर्धारित करना असंभव है। विशेष रूप से, सूक्ष्म दरारें की उपस्थिति का एक नया मॉड्यूल की शक्ति पर केवल एक मामूली प्रभाव हो सकता है, जब तक कि कोशिकाओं के विभिन्न हिस्से अभी भी विद्युत रूप से जुड़े होते हैं।

मॉड्यूल उम्र के रूप में और थर्मल और यांत्रिक तनाव के अधीन है, दरारें पेश की जा सकती हैं। फटे सेल भागों के एक दोहराया रिश्तेदार आंदोलन के परिणामस्वरूप एक पूर्ण अलगाव हो सकता है, इस प्रकार निष्क्रिय सेल भागों में परिणाम हो सकता है। इस विशेष मामले के लिए बिजली की हानि का एक स्पष्ट मूल्यांकन संभव है। एक 60 सेल के लिए, 230 डब्ल्यू पीवी मॉड्यूल सेल भागों का नुकसान स्वीकार्य है जब तक कि खोया हिस्सा सेल क्षेत्र के 8% से कम हो [3]।

अंजीर। 2: कोशिकाओं में सूक्ष्म दरार के कारण घोंघा पटरियों [1]।

माइक्रो-दरारें पीवी कोशिकाओं के सिलिकॉन सब्सट्रेट में दरारें हैं जो अक्सर नग्न आंखों से नहीं देखी जा सकती हैं। एक सौर सेल में दरारें विभिन्न लंबाई और अभिविन्यास में बन सकती हैं। वेफर टुकड़ा करने की क्रिया, सेल उत्पादन स्ट्रिंग और उत्पादन प्रक्रिया के दौरान एम्बेडिंग प्रक्रिया फोटोवोल्टिक कोशिकाओं में सेल दरार का कारण बनती है। सौर कोशिकाओं की स्ट्रिंग प्रक्रिया में दरारें पेश करने के लिए विशेष रूप से उच्च जोखिम होता है [1]।

उत्पादन के दौरान सूक्ष्म दरारें के तीन अलग-अलग स्रोत हैं; प्रत्येक की अपनी घटना संभावना है:

• सेल इंटरकनेक्ट रिबन से शुरू होने वाली दरारें सोल्डरिंग प्रक्रिया द्वारा प्रेरित अवशिष्ट तनाव के कारण होती हैं। ये दरारें अक्सर कनेक्टर के अंत या शुरुआती बिंदु पर स्थित होती हैं, क्योंकि सबसे अधिक अवशिष्ट तनाव होता है। यह दरार प्रकार सबसे लगातार है।

• तथाकथित क्रॉस क्रैक, जो उत्पादन के दौरान वेफर पर दबाने वाली मशीनरी के कारण होता है।

• कोशिका के किनारे से शुरू होने वाली दरारें कोशिका द्वारा किसी कठोर वस्तु के विरुद्ध प्रभाव डालने के कारण होती हैं।

एक बार जब सेल दरारें सौर मॉड्यूल में मौजूद होती हैं, तो एक बढ़ा हुआ जोखिम होता है कि सौर मॉड्यूल के संचालन के दौरान छोटी सेल दरारें लंबी और चौड़ी दरार में विकसित हो सकती हैं। इसकी वजह है पवन या हिमपात के कारण यांत्रिक तनाव और सौर मॉड्यूल पर थर्मो मैकेनिकल तनाव, जो बादलों के गुजरने के कारण तापमान में बदलाव और मौसम में बदलाव के कारण होता है।

माइक्रो-क्रैक में विभिन्न मूल और परिणाम हो सकते हैं, बल्कि "सॉफ्ट" परिणाम जैसे कि शॉर्ट सर्किट वर्तमान और सेल दक्षता के घटने से अधिक गंभीर प्रभावों तक प्रभावित सेल के कुछ हिस्सों की उपज को कम करना। नेत्रहीन, सूक्ष्म दरारें सेल संरचना पर तथाकथित "घोंघा ट्रेल्स" के रूप में दिखाई दे सकती हैं। हालांकि, घोंघा ट्रेल्स - एक दीर्घकालिक प्रभाव संकेत के रूप में - रासायनिक प्रक्रिया का परिणाम भी हो सकता है, जिससे सेल की सतह बदल जाती है और / या गर्म धब्बे होते हैं।

बड़ी दरारें, थर्मल, यांत्रिक तनाव, और आर्द्रता के दरार पैटर्न के आधार पर "मृत" या "निष्क्रिय" सेल भागों को जन्म दे सकता है जो प्रभावित फोटोवोल्टिक सेल से बिजली उत्पादन का नुकसान होता है। एक मृत या निष्क्रिय सेल भाग का मतलब है कि फोटोवोल्टिक सेल का यह विशेष हिस्सा अब सौर मॉड्यूल के कुल बिजली उत्पादन में योगदान नहीं करता है। जब फोटोवोल्टिक सेल का यह मृत या निष्क्रिय हिस्सा कुल सेल क्षेत्र के 8% से अधिक होता है, तो यह निष्क्रिय सेल क्षेत्र [1] के साथ मोटे तौर पर रैखिक रूप से बिजली की हानि का कारण होगा।

दरारें संभावित रूप से अधिक लंबे समय तक चलती हैं और इस तरह एक पीवी मॉड्यूल की कार्यक्षमता और प्रदर्शन पर उनके दुर्भावनापूर्ण प्रभाव का विस्तार करती हैं, संभवतः गर्म स्थानों को भी ट्रिगर करती हैं। पूर्व निर्धारित, सूक्ष्म दरारें अपेक्षित फ़ील्ड जीवनकाल की तुलना में कम हो सकती हैं। वे आकार में भिन्न होते हैं, सेल और प्रभाव की गुणवत्ता पर स्थान।

स्थापना से पहले और एक परियोजना के जीवनकाल में माइक्रो-दरार का पता लगाया जा सकता है। माइक्रो क्रैक की पहचान करने के लिए विभिन्न गुणवत्ता परीक्षण विधियां हैं जिनमें से इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस (ईएल) या इलेक्ट्रोल्यूमिनिसेंस क्रैक डिटेक्शन (ईएलसीडी) परीक्षण सबसे ज्यादा लागू होने वाले तरीकों में से एक है। ईएल परीक्षण छिपे हुए दोषों का पता लगा सकता है जो अन्य परीक्षण विधियों द्वारा अप्राप्य थे, जैसे कि थर्मल कैमरा, वीए विशेषता और फ्लैश परीक्षण [1] के साथ अवरक्त (आईआर) इमेजिंग। कुछ निर्माता जीवनकाल में स्थापित पैनलों के नियमित निरीक्षण की सलाह देते हैं [3]।

अतिक्रमण दोष

एक सौर पैनल एक "सैंडविच" है, जो सामग्री की विभिन्न परतों से बना होता है (चित्र 3)।

अंजीर। 3: एक पीवी मॉड्यूल के घटक [2]।

इनकैप्सुलेटिंग सामग्री का उपयोग किया जाता है:

• गर्मी, आर्द्रता, यूवी विकिरण और थर्मल साइकलिंग का विरोध करें

• अच्छा आसंजन प्रदान करें

• कोशिकाओं को वैकल्पिक रूप से युगल ग्लास

• विद्युत पृथक घटकों

• नमी की नमी को नियंत्रित करना, कम करना या खत्म करना

एन्कैप्सुलेशन के लिए उपयोग की जाने वाली सबसे सह मिमीॉन सामग्री ईथलाइन विनाइल एसीटेट (ईवीए) है। एनकैप्सुलेंट की विफलता पीवी मॉड्यूल की विफलता या खराब हो सकती है।

आसंजन की विफलता

ग्लास, एन्कैप्सुलेंट, सक्रिय परतों और पीछे की परतों के बीच आसंजन को कई कारणों से समझौता किया जा सकता है। पतली-फिल्म और अन्य प्रकार की पीवी तकनीक में एक पारदर्शी प्रवाहकीय ऑक्साइड (TCO) या इसी तरह की परत हो सकती है जो आसन्न कांच की परत से अलग हो सकती है।

आमतौर पर, यदि संदूषण (जैसे कांच की अनुचित सफाई) या पर्यावरणीय कारकों के कारण आसंजन से छेड़छाड़ की जाती है, तो नमी के जमाव और क्षरण के बाद प्रदूषण होगा। ऑप्टिकल पथ के भीतर इंटरफेस में घनत्व ऑप्टिकल मॉड्यूल (जैसे 4% तक, बिजली की हानि, एक एकल हवा / बहुलक इंटरफ़ेस पर) और बाद में मॉड्यूल (1) से वर्तमान (शक्ति) के नुकसान का परिणाम होगा।

एसिटिक एसिड का उत्पादन

ईवा शीट्स नमी के साथ प्रतिक्रिया करते हुए एसिटिक एसिड बनाते हैं जो पीवी मॉड्यूल घटकों के आंतरिक घटक की संक्षारण प्रक्रिया को गति देते हैं। यह ईवा उम्र बढ़ने की प्रक्रिया से भी हो सकता है, और चांदी के संपर्क पर हमला कर सकता है और सेल उत्पादन को प्रभावित कर सकता है। पारगम्य बैक-शीट के लिए, यह एक समस्या नहीं है क्योंकि एसिटिक एसिड बच सकता है। हालांकि, अभेद्य बैक-शीट के लिए, यह दोष समय के साथ पर्याप्त बिजली नुकसान का कारण बन सकता है।

एनकैप्सुलेंट डिसॉलरिंग

इससे ट्रांसमिशन में कुछ कमी आएगी और इसलिए बिजली की कमी हो जाएगी। डिस्क्लोरिंग ब्लीचिंग ऑक्सीजन के कारण होता है, इसलिए एक सांस बैक-शीट के साथ कोशिकाओं का केंद्र अलग हो जाता है जबकि बाहर के छल्ले स्पष्ट होते हैं। यह ईवीए फॉर्मूलेशन में खराब क्रॉसलिंकिंग और / या एडिटिव्स के कारण हो सकता है।

चित्र 4: ईवा को नष्ट कर दिया [5]।

एकाग्रता के बिना मलिनकिरण को देखने के लिए पांच से दस साल लगते हैं और उत्पादन शक्ति को कम करने के लिए लंबे समय तक शुरू करना पड़ता है। यह ईवा ही नहीं है कि discolours, लेकिन सूत्रीकरण में additives। यह दोष कुछ प्रकाश को पैनल तक पहुंचने से रोक सकता है [5]।

गैर-परतबंदी

संदूषण कांच या कोशिका से एनकैप्सुलेंट का पृथक्करण है। संदूषण सुपरस्ट्रेट (कांच), सब्सट्रेट (बैक-शीट) और एनकैप्सुलेंट या एन्कैप्सुलेंट और कोशिकाओं के बीच हो सकता है। निर्माण प्रक्रिया के दौरान खराब ईवा आसंजन या खराब ग्लास सफाई प्रक्रियाओं के कारण सामने के कांच से प्रदूषण हो सकता है। यह दोष कुछ प्रकाश को पैनल तक पहुंचने से रोक सकता है। समस्या अधिक गंभीर हो सकती है यदि नमी शून्य में जमा हो जाती है और सोल्डर तारों के पास शॉर्ट सर्किट बनाती है।

सेल से प्रदूषण सबसे अधिक संभावना है, सेल सतह के खराब क्रॉस-लिंकिंग या संदूषण के कारण होता है। यह दोष गंभीर हो सकता है क्योंकि जब टुकड़े टुकड़े में एक हवा का बुलबुला बनाया जाता है, तो आर्द्रता संचय और शॉर्ट सर्किट की संभावना होती है। डालने से प्रदूषण होता है अगर ईवा निर्माण के दौरान डालने के लिए अच्छी तरह से पालन नहीं करता है।

नए रास्ते और बाद में संक्षारण के बाद संक्षारण मॉड्यूल प्रदर्शन को कम करते हैं, लेकिन स्वचालित रूप से एक सुरक्षा समस्या पैदा नहीं करते हैं। हालांकि, बैक शीट का परिशोधन सक्रिय विद्युत घटकों के संपर्क की संभावना को सक्षम कर सकता है। जब एक मॉड्यूल का निर्माण ग्लास फ्रंट- और बैक-शीट के साथ किया जाता है, तो अतिरिक्त तनाव हो सकता है जो कि प्रदूषण और / या ग्लास टूटना को बढ़ाता है।

बैक-शीट दोष

एक मॉड्यूल की बैक-शीट इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को पर्यावरण के सीधे संपर्क से बचाने और उच्च डीसी वोल्टेज की उपस्थिति में सुरक्षित संचालन प्रदान करने के लिए कार्य करती है। बैक-शीट ग्लास, या पॉलिमर से बना हो सकता है, और एक धातु पन्नी को शामिल कर सकता है।

चित्र 5: प्रदूषण (रिसक्रॉफ्ट)।

आम तौर पर, एक बैक-शीट एक अत्यधिक स्थिर और यूवी प्रतिरोधी बहुलक के साथ एक टुकड़े टुकड़े संरचना से बना होता है, अक्सर बाहर पर एक फ्लोरोपोलिमर होता है, जो सीधे पर्यावरण के संपर्क में होता है, पीईटी की एक आंतरिक परत, इसके बाद एन्कैप्सुलेंट परत [1] ।

जब बैक-शीट के बजाय रियर ग्लास का उपयोग किया जाता है, तो यह टूटने से विफल हो सकता है। यदि मॉड्यूल का निर्माण बैक-शीट (सब्सट्रेट CIGS) पर एक पतली-फिल्म डिवाइस के रूप में किया जाता है, तो यह उस मॉड्यूल के लिए महत्वपूर्ण या अधिक संभावित, पूर्ण शक्ति हानि के अलावा एक महत्वपूर्ण सुरक्षा खतरा प्रस्तुत करता है। दरारें और कुछ वोल्टेज के साथ एक छोटा सा अंतर हो सकता है जो विद्युत चाप को बनाने और बनाए रखने में सक्षम है।

यदि यह एक बाईपास डायोड की विफलता के साथ संयोजन में होता है, तो पूरे सिस्टम वोल्टेज एक बड़े और निरंतर चाप बनाने के अंतराल पर मौजूद हो सकता है जो कांच को पिघलाने की संभावना है, संभवतः आग शुरू करना। हालांकि, अगर एक ग्लास बैक-शीट को एक विशिष्ट क्रिस्टलीय सी मॉड्यूल में तोड़ना था, तो विद्युत अलगाव का एक छोटा सा उपाय प्रदान करने के लिए अभी भी एन्कैप्सुलेंट की एक परत होगी।

EVA और बैक-शीट के बीच खराब आसंजन के कारण EVA से प्रदूषण हो सकता है या अगर यूवी-एक्सपोज़र या तापमान में वृद्धि से बैक-शीट की आसंजन परत क्षतिग्रस्त हो जाती है।

सामने की ओर का पीलापन पॉलिमर के क्षरण के कारण होता है जो एन्कैप्सुलेंट को विशिष्ट बैक-शीट के आसंजन को बढ़ावा देने के लिए उपयोग किया जाता है। पीलापन अक्सर बिगड़ती हुई यांत्रिक गुणों से जुड़ा होता है। इस दोष के साथ, यह संभावना है कि बैक-शीट अंततः सीमांकित और / या दरार हो सकती है [3]।

एयर-साइड पीलापन यूवी संवेदनशीलता का संकेत है जो उच्च तापमान से तेज हो सकता है। यह दोष थर्मल गिरावट के परिणामस्वरूप कुछ बैक-शीट्स में भी होता है। पीलापन अक्सर बिगड़ती हुई यांत्रिक गुणों से जुड़ा होता है। इस दोष के साथ, यह संभावना है कि बैक-शीट अंततः सीमांकित और / या दरार हो सकती है [3]।

गर्म स्थान

एक मॉड्यूल में हॉट-स्पॉट हीटिंग तब होता है जब इसकी ऑपरेटिंग धारा एक छायांकित या दोषपूर्ण सेल या कोशिकाओं के समूह में कम शॉर्ट-सर्किट वर्तमान (I _sc ) से अधिक हो जाती है। जब ऐसी स्थिति होती है, तो प्रभावित कोशिका या कोशिकाओं का समूह उल्टा पूर्वाग्रह में मजबूर हो जाता है और उसे शक्ति को नष्ट करना चाहिए।

अंजीर। 6: क्रिस्टलीय सिलिकॉन सौर कोशिकाओं को टैबिंग रिबन [6] के साथ श्रृंखला में परस्पर जोड़ा गया।

यदि बिजली का अपव्यय पर्याप्त या स्थानीय रूप से पर्याप्त है, तो रिवर्स बायस्ड सेल सोल्डर और / या सिलिकॉन के पिघलने के परिणामस्वरूप गर्म हो सकता है और एनकैप्सुलेंट और बैक-शीट [5] की गिरावट हो सकती है।

कंडक्टर रिबन और संयुक्त विफलताओं

सौर सेल दो मूल तत्वों, आगे और पीछे के संपर्कों से लैस होते हैं, जिससे बाहरी सर्किट में करंट की डिलीवरी होती है। वर्तमान को ब्रस स्ट्रिप्स द्वारा आगे बढ़ाया जाता है, जो आगे और पीछे के संपर्कों से मिलाया जाता है। स्ट्रिंग रिबन की विफलता आउटपुट पावर के नुकसान से जुड़ी है। थर्मल विस्तार और संकुचन या दोहराया यांत्रिक तनाव के परिणामस्वरूप इंटरकनेक्शन ब्रेक होता है। इसके अलावा, रिबन में मोटी रिबन या किंक आपस में जुड़ने को तोड़ने में योगदान करते हैं, और इसके परिणामस्वरूप शॉर्ट-सर्क्युलेटेड सेल और ओपन-सर्कुलेटेड सेल होते हैं।

मॉड्यूल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा सोल्डर संयुक्त इंटरकनेक्ट है। वे मिलाप, बस-बार, रिबन और सिलिकॉन वेफर सहित कई सामग्रियों को एक साथ जोड़ते हैं। इन सामग्रियों में विभिन्न तापीय और यांत्रिक गुण होते हैं। संबंध में, असेंबली थर्मो-मैकेनिकल विश्वसनीयता के मुद्दों को विकसित करती है जो थर्मल विस्तार के बंधुआ सामग्री के गुणांक में अंतर के कारण होती है। मिलाप इलेक्ट्रोड और रिबन के बीच एक संबंध प्रदान करता है।

पीवी मॉड्यूल का तापमान स्थानीय मौसम के अनुसार बदलता रहता है जो बदले में मिलाप इंटरकनेक्शन गिरावट की दर को प्रभावित करता है। एक आजीवन भविष्यवाणी मॉडलिंग विश्लेषण में यह बताया गया था कि विभिन्न मौसम स्थितियों में स्थित सी-सी पीवी मॉड्यूल के एक ही प्रकार के लिए, उष्णकटिबंधीय में उन लोगों के बाद जीवनकाल सबसे छोटा था।

यद्यपि पीवी मॉड्यूल में सौर कोशिकाओं की विधानसभा में टांका लगाने की प्रक्रिया का उपयोग करने से उपज उत्पादों का लाभ होता है, जो न्यूनतम उत्पादन लागत पर उच्च विश्वसनीयता रखते हैं, प्रौद्योगिकी सिलिकॉन वफ़र में कतरनी तनाव का उत्पादन करने की अंतर्निहित क्षमता के साथ उच्च तापमान पर होती है। सोल्डर जोड़ों की विफलता और गिरावट श्रृंखला प्रतिरोध में वृद्धि का कारण बनती है, जिससे शक्ति का नुकसान होता है।

मॉड्यूल जीवनकाल

उपरोक्त सभी दोष पीवी पैनल के क्षरण और अंतिम विफलता में योगदान करते हैं। पीवी मॉड्यूल 20 साल या उससे अधिक समय तक चलने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, और नए मॉड्यूल गर्मी, आर्द्रता, तापमान साइकिल चालन, यूवी विकिरण और अन्य कारकों [5] के प्रभाव का अनुकरण करने वाले त्वरित परीक्षण कार्यक्रमों से गुजरते हैं। कोहल द्वारा किए गए परीक्षण कार्यक्रमों के परिणाम चित्र 7 (7) में दिखाए गए हैं।

चित्र 7: वाणिज्यिक सी-सी मॉड्यूल [7] पर त्वरित उम्र बढ़ने के परीक्षण।

0,8 का एक सामान्यीकृत बिजली स्तर आमतौर पर पीवी पैनल के लिए जीवन के अंत के रूप में लिया जाता है। यह परीक्षण घटता से देखा जा सकता है कि पैनल इस बिंदु के बाद तेजी से बिगड़ते हैं।

1990 के दशक की शुरुआत में, दस साल की वारंटी विशिष्ट थी। आज, लगभग सभी निर्माता 20 से 25 वर्ष की वारंटी देते हैं। लेकिन 25 साल की वारंटी का मतलब परियोजना संरक्षित नहीं है। निम्नलिखित प्रश्न पूछने की आवश्यकता है:

• क्या मॉड्यूल आपूर्तिकर्ता लगभग 15 वर्षों में होगा जब समस्याएं सामने आएंगी?

• क्या आपूर्तिकर्ता निधि एस्क्रो खाते में यह सुनिश्चित करने के लिए है कि यदि वह चला गया है, तो परियोजना संरक्षित होगी?

• क्या आपूर्तिकर्ता लंबी अवधि के स्थायित्व के बारे में दावे करने के लिए आईईसी योग्यता परीक्षणों पर निर्भर करता है?

• यदि आपूर्तिकर्ता केवल पांच साल के लिए आसपास रहा है, तो यह कैसे दावा कर सकता है कि मॉड्यूल 25 साल तक चलेगा?

वारंटी की लंबाई में वृद्धि का वादा किया जा रहा है, लेकिन एक निवेशक या डेवलपर को इसे प्रदान करने वाली कंपनी की सावधानीपूर्वक समीक्षा करनी चाहिए [4]।

संदर्भ

[१] IEA: " फोटोवोल्टिक मॉड्यूल की विफलताओं की समीक्षा ", टास्क १३ बाहरी अंतिम रिपोर्ट, IEA-PVPS, मार्च २०१४।
[२] ड्यूपॉन्ट: " सौर पैनल दोषों को समझने के लिए एक गाइड: निर्माण से लेकर मॉड्यूल के लिए ", www.dupont.com
[३] एम कांटेज, एट अल: " क्रिस्टलीय फोटोवोल्टिक मॉड्यूल के क्रैक आँकड़े ", २६ वें यूरोपीय फोटोवोल्टिक सौर ऊर्जा सम्मेलन और प्रदर्शनी, २०११।
[४] ई फिट्ज़: " पीवी मॉड्यूल विश्वसनीयता का निचला रेखा प्रभाव ", अक्षय ऊर्जा विश्व, मार्च २०११।
[५] जे वोल्गमुथ एट अल: " क्रिस्टलीय सी मॉड्यूल की विफलता मोड ", पीवी मॉड्यूल विश्वसनीयता कार्यशाला २०१०।
[६] एम जरमाई: " बेहतर क्रिस्टलीय सिलिकॉन सोलर सेल फोटोवोल्टिक मॉड्यूल असेंबली के लिए इंटरकनेक्शन तकनीकों की समीक्षा ", एप्लाइड एनर्जी, २०१५।
[[] एम कोहाल एट अल: पीवी विश्वसनीयता (क्लस्टर II): एक जर्मन चार वर्षीय संयुक्त परियोजना के परिणाम - भाग १, २०१० ईयू-पीवीएसईसी, २०१० में उम्र बढ़ने के परीक्षण और गिरावट के त्वरित परिणाम।