Seminario Solis, Episodio 24: Identificación de problemas de micro fisuras en paneles fotovoltaicos

El efecto PID, las micro fisuras y los puntos calientes son tres factores importantes que pueden afectar el rendimiento de los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino. Entre estos factores, el efecto PID y los puntos calientes usualmente aparecen después de un tiempo al finalizar la instalación y la puesta en marcha de los paneles fotovoltaicos. Las micro fisuras son un problema común de los módulos solares y difíciles de detectar a simple vista. Debido a estos problemas, es importante saber cómo identificamos y corregirlos. En el Seminario Solis anterior, presentamos el problema del efecto PID y sus soluciones. En este seminario, compartiremos contigo las causas de las micro fisuras celulares, cómo identificarlas y como prevenirlas.

¿Qué es una "micro fisura" y sus posibles causas?
Las micro fisuras son un defecto relativamente común en los módulos fotovoltaicos de silicio cristalino, estas son unas pequeñas grietas que no son fácilmente detectables por el ojo humano. Debido a las características de su propia estructura cristalina, los módulos de silicio cristalino son muy propensos a agrietarse.

En el proceso de producción de paneles de silicio cristalino, es posible que la celda pueda agrietarse. Pero las causas principales suelen ser una de estas tres:
1. Estrés mecánico: cuando la celda está expuesta a fuerzas externas como soldadura, laminación, enmarcamiento, instalación, construcción, etc. También cuando los parámetros se configuran incorrectamente, el equipo falla o se realizó una operación incorrecta en los paneles causando una micro fisura.
2. Estrés Térmico: Principalmente causado cuando la celda se hincha y se rompe después de estar expuesta a una temperatura alta repentina, como temperatura de soldadura o laminación demasiado alta u otros ajustes de parámetros incorrectos.
3. Defectos de la materia prima: El abastecimiento de materias primas deficientes o materiales que no se manipulan adecuadamente dará lugar a defectos de materiales.

La influencia del "micro-crack" en el rendimiento de los módulos fotovoltaicos
La corriente de la celda es recolectada y conducida por las líneas principales de la cuadricula y por las líneas finas de cuadricula cuyas superficies son perpendiculares entre sí. Por lo tanto, cuando las micro fisuras (mayormente paralelas a las barras colectoras) provocan la rotura de las líneas finas de la rejilla, por lo que la corriente no se transportará de manera efectiva a las barras colectoras, lo que provocará una falla parcial e incluso total de la celda y también puede provocar fragmentos, puntos calientes, etc., esto provoca la atenuación de la potencia de los componentes.

Cómo identificar "micro fisuras"
Equipo electroluminiscente
El equipo electroluminiscente es un equipo de detección de defectos internos en el panel o la celda solar que utiliza el principio de electroluminiscencia sobre el silicio cristalino para capturar imágenes de componentes a través de cámaras infrarrojas de alta resolución. Este equipo obtiene y determina los defectos de los componentes.

Sin embargo, este método tiene varios inconvenientes para el reconocimiento de micro fisuras de los paneles fotovoltaicos:
1. El equipo es caro
2. Tiempo de detección prolongado, generalmente varias semanas o incluso meses para sistemas grandes.
3. Se requiere personal profesional para la operación en el sitio y los costos laborales son altos


Método de escaneo de la curva (I-V)

Para los paneles fotovoltaicos que se han instalado y conectado a una plataforma de monitorización inteligente, la función de escaneo de curva (I-V) se puede utilizar para escanear y clasificar rápidamente los paneles fotovoltaicos con micro fisuras.

Si los resultados del escaneo muestran dos tipos de curvas como ① o ② en la Figura 6, indica que la corriente de salida del módulo fotovoltaico es anormal. Es probable que la causa sea fisuras en celdas dañadas o corrientes bloqueadas.

Ventajas:
1. Esta solución puede identificar una variedad de fallas en módulos fotovoltaicos.
2. El tiempo de respuesta es rápido, la investigación se puede completar en solo 5 minutos.
3. No se necesita equipo ni personal profesional (ahorra costos).
4. Escaneo con un clic (rentable)

Aplicaciones de ejemplo que utilizan el escaneo de curvas (I-V)

Este caso muestra la aplicación del escaneo de curvas (I-V) en un proyecto de C&I. Todos los inversores en el sitio se escanearon de forma remota a través de “SolisCloud” y se encontró que una de las cadenas de inversores mostraba las características similares de la curva ① en la (Figura 6), con las curvas (I-V) y (P-V) mostradas de la siguiente manera:

Con esta función de análisis preciso, pudimos identificar rápidamente los paneles fotovoltaicos con grietas en el campo, mejorando la eficiencia de operación, el mantenimiento del sistema y la reducción de los costos.

Resumen
El problema de las microgrietas tiene un gran impacto en la potencia del módulo fotovoltaico y en última instancia, en todo el sistema. Si bien los fabricantes de módulos hacen todo lo posible para evitar microgrietas durante la producción, es vital que se tenga mucho cuidado en el almacenamiento, transporte e instalaciones posteriores para evitar daños en las celdas. Se debe prestar especial atención al entorno de almacenamiento y evitar los cambios bruscos de temperatura.

La conexión de cualquier sistema fotovoltaico a gran escala a una plataforma de monitoreo como “SolisCloud” garantizará que una gran cantidad de problemas potenciales se puedan tratar de manera rápida y eficiente, protegiendo así el LCOE (costo energético nivelado) del sistema en general.