Nguyên nhân và cách xử lý các vết nứt vi mô trên tấm PV

Ảnh hưởng của hiện tượng PID đến mô-đun PV và giải pháp khắc phục

Cách chọn cáp AC cho hệ thống PV năng lượng mặt trời


"Vết nứt vi mô" là gì và các nguyên nhân có thể gây ra vết nứt vi mô:

Vết nứt vi mô là một lỗi tương đối phổ biến của mô-đun quang điện silic tinh thể, chủ yếu đề cập đến một số vết nứt nhỏ mà mắt thường không dễ dàng phát hiện được. Do đặc điểm của cấu trúc tinh thể riêng, các mô-đun silic tinh thể rất dễ bị nứt.

Hình 1. Tấm quang điện bị nứt.

Trong quy trình sản xuất bảng silic tinh thể, nhiều phần của quy trình có thể khiến tế bào bị nứt. Nhưng thường có ba nguyên chính:

1/ Ứng suất cơ học: Là khi tế bào tiếp xúc với các lực bên ngoài như hàn, cán, định khung, lắp đặt, thi công,... và khi cài đặt các thông số không chính xác, thiết bị bị lỗi hoặc hoạt động không đúng cách đã gây ra các vết nứt vi mô.

2/ Ứng suất do nhiệt: Chủ yếu xảy ra khi tế bào phồng lên và vỡ ra sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao đột ngột, chẳng hạn như nhiệt độ hàn hoặc cán quá cao và việc cài đặt thông số khác không chính xác.

3/ Nguyên liệu thô bị lỗi: Việc tìm nguồn cung cấp nguyên liệu thô kém hoặc nguyên liệu không được xử lý đúng cách sẽ dẫn đến nguyên liệu bị lỗi.

Ảnh hưởng của "vết nứt vi mô" đến hiệu suất của các mô-đun quang điện:

Dòng điện của tế bào chủ yếu được thu và truyền ra ngoài bằng các đường lưới chính và các đường lưới mảnh có bề mặt vuông góc với nhau. Do đó, khi các vết nứt vi mô (hầu hết song song với các lõi dẫn điện) làm đứt các đường lưới mỏng, dòng điện sẽ không được truyền hiệu quả đến các lõi dẫn điện khiến một phần và thậm chí toàn bộ tế bào bị hỏng, và cũng có thể gây ra các mảnh vỡ, các điểm tỏa nhiệt,… gây suy hao nguồn điện của các linh kiện.

Cách xác định "vết nứt vi mô":

Thiết bị EL:

Thiết bị EL (điện quang) là thiết bị phát hiện lỗi bên trong pin mặt trời hoặc bảng điều khiển sử dụng nguyên lý điện phát quang của silic tinh thể để chụp ảnh hồng ngoại gần của các linh kiện thông qua camera hồng ngoại có độ phân giải cao. Thiết bị này kiểm tra và xác định các lỗi linh kiện.

Tuy nhiên, cách này có một số hạn chế trong việc nhận dạng vết nứt vi mô của các tấm quang điện được lắp đặt:

1/ Thiết bị đắt.

2/ Thời gian phát hiện lâu dài, thường là vài tuần hoặc thậm chí vài tháng đối với các hệ thống lớn.

3/ Yêu cầu nhân viên chuyên môn vận hành tại chỗ và chi phí lao động cao.

Hình 4. Phương pháp truyền thống để xác định vết nứt vi mô của tấm quang điện.

Phương pháp quét đường cong I-V:

Đối với các tấm PV đã được lắp đặt và kết nối với một nền tảng giám sát thông minh, có thể sử dụng chức năng quét đường cong I-V để nhanh chóng quét và phân loại các tấm PV có các vết nứt vi mô.

Nếu kết quả quét hiển thị hai dạng đường cong là ① hoặc ② trong Hình 6, điều đó cho thấy dòng điện đầu ra của mô-đun PV bất thường. Nguyên nhân có thể là do vết nứt hư hỏng hoặc dòng điện bị tắc nghẽn.

Ưu điểm:

1/ Giải pháp này có thể xác định nhiều loại lỗi PV.

2/ Thời gian phản hồi nhanh chóng, có thể hoàn thành kiểm tra chỉ trong 5 phút.

3/ Không cần thiết bị và / hoặc nhân sự chuyên môn, tiết kiệm chi phí.

4/ Quét bằng một cú nhấp chuột, tiết kiệm chi phí.

Ví dụ ứng dụng tính năng quét đường cong I-V:

Trường hợp này là một dự án C&I ứng dụng quét đường cong I-V. Tất cả các biến tần tại địa điểm lắp đặt đã được quét từ xa thông qua SolisCloud và người ta thấy rằng một trong các chuỗi biến tần hiển thị các tính năng của đường cong ① trong Hình 6, đường cong I-V và P-V được hiển thị như sau:

Hình 7. Đường cong I-V và P-V của các dòng PV bất thường trong ví dụ quét đường cong I-V.

Hình 8. Báo cáo dữ liệu quét đường cong I-V của tất cả các hệ thống biến tần này trong dự án thương mại này.

Hình 9. Các tấm PV có vết nứt siêu nhỏ được tìm thấy dựa trên quá trình quét đường cong I-V.

Thông qua việc phân tích chính xác này, Solis có thể nhanh chóng xác định các tấm PV có vết nứt trên hiện trường, cuối cùng cải thiện hiệu quả O&M của hệ thống và giảm chi phí.

Tóm tắt:

Vết nứt vi mô có ảnh hưởng lớn đến điện năng của mô-đun PV và cuối cùng là toàn bộ hệ thống, và không thể khôi phục được. Mặc dù các nhà sản xuất mô-đun đã cố gắng hết sức để ngăn chặn các vết nứt vi mô trong quá trình sản xuất, nhưng điều quan trọng là phải hết sức cẩn thận trong khâu bảo quản, vận chuyển và lắp đặt tiếp theo, để tránh hư hại các tế bào. Cần xem xét kỹ môi trường bảo quản và tránh thay đổi nhiệt độ quá cao đột ngột.

Việc kết nối bất kỳ hệ thống PV lớn nào với một nền tảng giám sát như SolisCloud sẽ đảm bảo rằng các vấn đề nan giải tiềm ẩn có thể được xử lý nhanh chóng và hiệu quả, do đó bảo vệ LCOE của toàn bộ hệ thống./.

SOLIS