太陽(yáng)能板安裝后挑戰(zhàn)才正要開(kāi)始。太陽(yáng)能板上的小裂痕、熱斑、與黃化,這些缺陷都會(huì)導(dǎo)致太陽(yáng)能發(fā)電量下降,甚至?xí)卸搪坊蚴瞧鸹鸬娘L(fēng)險(xiǎn),不過(guò)太陽(yáng)能板的小小缺陷到底會(huì)對(duì)發(fā)電量造成多少影響呢?
通常晶硅太陽(yáng)能電池厚度約200 微米,薄,但不怎么柔軟,因此有時(shí)會(huì)因運(yùn)送、裝設(shè)碰撞或維護(hù)不到位受損,產(chǎn)生小小的裂紋,基本上這些裂紋肉眼不可見(jiàn),如果沒(méi)有用設(shè)備檢測(cè)可能就會(huì)忽略。
不過(guò)太陽(yáng)能系統(tǒng)不只有電池而已,太陽(yáng)能電池把陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成直流電后,再由逆變器轉(zhuǎn)換成交流電,最后才能接入饋線或自用,其實(shí)連結(jié)多種輸配電設(shè)備與線路,若沒(méi)有定期檢查太陽(yáng)能板或是忽略面板的小傷口,除了導(dǎo)致發(fā)電量下降,也可能會(huì)引起短路或是起火。
美國(guó)零售業(yè)大廠沃爾瑪在2019 年8 月20 日向紐約最高法院提告,表示2012 到2018 年間至少有7 間沃爾瑪門(mén)市屋頂因特斯拉太陽(yáng)能板起火,沃爾瑪當(dāng)時(shí)指出,特斯拉派來(lái)的檢修人員,缺乏太陽(yáng)能基本訓(xùn)練和知識(shí),未能妥善安裝太陽(yáng)能和儲(chǔ)能系統(tǒng),太陽(yáng)能板有許多肉眼可見(jiàn)的瑕疵,卻沒(méi)在釀成大火前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)。
不過(guò)太陽(yáng)能板的細(xì)小裂縫對(duì)發(fā)電量有多傷?英國(guó)赫德斯菲爾德大學(xué)(University of Huddersfield)科學(xué)家決定開(kāi)始研究“微裂”(micro cracks)對(duì)太陽(yáng)能板的影響。
他們?cè)跀z氏25 度、光照每平方公尺1,000W 的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下分析多達(dá)4,000 片多矽晶太陽(yáng)能電池,透過(guò)電子背向散射繞射(electron backscatter diffraction,EBSD)技術(shù)來(lái)分析晶體材料,并用閃爍計(jì)數(shù)器偵測(cè)器(everhart thornley) 來(lái)偵測(cè)太陽(yáng)能板產(chǎn)生電壓與電流,最后發(fā)現(xiàn),如果太陽(yáng)能板上有50 微米到4 公厘不等的裂縫,會(huì)造成0.9%~42.8% 的功率損耗(power loss)。
研究主要分析兩大瑕疵,分別是正面的粗線(busbar,也就是匯流線、柵線)與細(xì)線(finger,又稱(chēng)細(xì)柵線)線路瑕疵,與背接觸缺陷(rear-contact defects)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)表面的粗線與細(xì)線對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電量最傷,平均功率損耗為25%,太陽(yáng)能電池或是粗線上的微裂痕則會(huì)造成平均9.01% 的功率損耗,細(xì)線微裂痕與背接觸則是7.59 % 與1.48%。
同時(shí)科學(xué)家也發(fā)現(xiàn),裂紋也是太陽(yáng)能板溫度異常的罪魁禍?zhǔn)字?,熱?huì)以太陽(yáng)能電池的破裂處向外擴(kuò)散,因?yàn)榱押蹠?huì)造成電流無(wú)法通過(guò),嚴(yán)重甚至?xí)植繅乃?,最后電流?huì)集中到其他地方,導(dǎo)致太陽(yáng)能板溫度提高。
英國(guó)團(tuán)隊(duì)表示,最終太陽(yáng)能電池的溫度會(huì)提高攝氏7.6度以上,這也是永久性熱斑的主要原因。目前研究已發(fā)表在《ScienceDirect》,而這項(xiàng)研究也一再顯示太陽(yáng)能板檢測(cè)的重要性?,F(xiàn)在太陽(yáng)能廠多采用紅外線熱像儀檢測(cè)每個(gè)太陽(yáng)能電池的溫度,不過(guò)若只是單純的裂紋,還沒(méi)有發(fā)生局部高溫,用紅外線檢測(cè)也檢測(cè)不到,因此出廠前、安裝驗(yàn)收的抽查都很重要。
通常晶硅太陽(yáng)能電池厚度約200 微米,薄,但不怎么柔軟,因此有時(shí)會(huì)因運(yùn)送、裝設(shè)碰撞或維護(hù)不到位受損,產(chǎn)生小小的裂紋,基本上這些裂紋肉眼不可見(jiàn),如果沒(méi)有用設(shè)備檢測(cè)可能就會(huì)忽略。
不過(guò)太陽(yáng)能系統(tǒng)不只有電池而已,太陽(yáng)能電池把陽(yáng)光轉(zhuǎn)換成直流電后,再由逆變器轉(zhuǎn)換成交流電,最后才能接入饋線或自用,其實(shí)連結(jié)多種輸配電設(shè)備與線路,若沒(méi)有定期檢查太陽(yáng)能板或是忽略面板的小傷口,除了導(dǎo)致發(fā)電量下降,也可能會(huì)引起短路或是起火。
美國(guó)零售業(yè)大廠沃爾瑪在2019 年8 月20 日向紐約最高法院提告,表示2012 到2018 年間至少有7 間沃爾瑪門(mén)市屋頂因特斯拉太陽(yáng)能板起火,沃爾瑪當(dāng)時(shí)指出,特斯拉派來(lái)的檢修人員,缺乏太陽(yáng)能基本訓(xùn)練和知識(shí),未能妥善安裝太陽(yáng)能和儲(chǔ)能系統(tǒng),太陽(yáng)能板有許多肉眼可見(jiàn)的瑕疵,卻沒(méi)在釀成大火前及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修復(fù)。
不過(guò)太陽(yáng)能板的細(xì)小裂縫對(duì)發(fā)電量有多傷?英國(guó)赫德斯菲爾德大學(xué)(University of Huddersfield)科學(xué)家決定開(kāi)始研究“微裂”(micro cracks)對(duì)太陽(yáng)能板的影響。
他們?cè)跀z氏25 度、光照每平方公尺1,000W 的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下分析多達(dá)4,000 片多矽晶太陽(yáng)能電池,透過(guò)電子背向散射繞射(electron backscatter diffraction,EBSD)技術(shù)來(lái)分析晶體材料,并用閃爍計(jì)數(shù)器偵測(cè)器(everhart thornley) 來(lái)偵測(cè)太陽(yáng)能板產(chǎn)生電壓與電流,最后發(fā)現(xiàn),如果太陽(yáng)能板上有50 微米到4 公厘不等的裂縫,會(huì)造成0.9%~42.8% 的功率損耗(power loss)。
研究主要分析兩大瑕疵,分別是正面的粗線(busbar,也就是匯流線、柵線)與細(xì)線(finger,又稱(chēng)細(xì)柵線)線路瑕疵,與背接觸缺陷(rear-contact defects)??茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)表面的粗線與細(xì)線對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電量最傷,平均功率損耗為25%,太陽(yáng)能電池或是粗線上的微裂痕則會(huì)造成平均9.01% 的功率損耗,細(xì)線微裂痕與背接觸則是7.59 % 與1.48%。
同時(shí)科學(xué)家也發(fā)現(xiàn),裂紋也是太陽(yáng)能板溫度異常的罪魁禍?zhǔn)字?,熱?huì)以太陽(yáng)能電池的破裂處向外擴(kuò)散,因?yàn)榱押蹠?huì)造成電流無(wú)法通過(guò),嚴(yán)重甚至?xí)植繅乃?,最后電流?huì)集中到其他地方,導(dǎo)致太陽(yáng)能板溫度提高。
英國(guó)團(tuán)隊(duì)表示,最終太陽(yáng)能電池的溫度會(huì)提高攝氏7.6度以上,這也是永久性熱斑的主要原因。目前研究已發(fā)表在《ScienceDirect》,而這項(xiàng)研究也一再顯示太陽(yáng)能板檢測(cè)的重要性?,F(xiàn)在太陽(yáng)能廠多采用紅外線熱像儀檢測(cè)每個(gè)太陽(yáng)能電池的溫度,不過(guò)若只是單純的裂紋,還沒(méi)有發(fā)生局部高溫,用紅外線檢測(cè)也檢測(cè)不到,因此出廠前、安裝驗(yàn)收的抽查都很重要。