FOTOVOLTAİK PANELLER İLE ALAKALI EN SIK KARŞILAŞILAN PROBLEMLER – M.Cevdet EREN
FOTOVOLTAİK PANELLER İLE ALAKALI EN SIK KARŞILAŞILAN PROBLEMLER,
Güneş modülleri, 25 yıl veya daha uzun süre enerji üretmek ve evlerinize ve işyerlerinize enerji faturalarını düşürmenize yardımcı olmak için tasarlanmıştır. Uzun ömürlü, güvenilir bir güneş enerjisi kurulumuna duyulan ihtiyaca rağmen, birçok güneş paneli markasının fiyat konusunda rekabet etmek için dibe doğru yarışmaya devam ettiğini görüyoruz.
Bazı markalar fiyat rekabeti sağlamak için ürün kalitesinde kesinti yaptıkça, güneş panelleri beklenen ömürleri dolmadan sahada başarısız olmaya başlıyor.
En yayın Güneş enerjisi paneli hatalarına bakıldığında;
1 – Sıcak Bölge – Sorunlu Bölge Problemleri
Güneş pilleri, güneş ışığı üzerlerine geldiğinde bir elektrik akımı üretmek üzere tasarlanmıştır. Akım, panellerin içindeki güneş pili dizilerinden geçtiğinde, hücrelerdeki direnç akımı ısı kayıplarına dönüştürür. Güneş pillerindeki çatlaklar, zayıf lehimli bağlantılar ve uyumsuzluklar gibi herhangi bir kusur, daha yüksek dirence neden olur ve uzun vadede sıcak noktalar haline gelir.
Sıcak noktaların uzun vadeli etkileri, güneş pillerini ve arka tabakaları bozan yanık izleri içerir ve kontrol edilmediği takdirde sonunda yangınlara yol açabilir.
Böyle bir problem ile karşılaşmamak için üretici firmanın üretim hattının yatırımcı tarafından belirlenen uzman kişiler aracılığı ile denetlenmesi gerekir. Yurtdışından gelen modüller ile alakalı bu şekilde bir üretim kalite kontrol sürecinin yönetilmesi çok mümkün gözükmemektedir. Tier 1 sınıfındaki üreticilerin üretiminde bu tip problemlerin görülmesi düşük ihtimal olmak ile, rekabetçi piyasa da koşullara paralel olarak ne yazık ki ülkemizde kurulu bazı santrallerde bu tip problemler ile karşılaşılmaya devam edilmektedir.
2 – Güneş Paneli Hücrelerindeki Mikro Kırıklar
Yarı iletken işlemedeki ilerleme, 170 μm kalınlığında, insan saçının çapının yaklaşık iki katı kadar ince güneş hücrelerinin piyasaya sürülmesinin önünü açtı. Bu, herhangi bir kuvvetli darbeden çatlamaya eğilimli aşırı derecede kırılgan güneş hücrelerinin kullanılmaya başlanmasını sağladı. Bir güneş panelinde mikro çatlaklar oluştuğunda, etkilenen güneş pilleri, zayıf enerji üretimine ve sıcak noktalara yol açan elektrik akımlarını iletmede sorun yaşayacaktır. Bir nevi ilk maddedeki Sıcak bölge -sorunlu bölge oluşması.
Güneş modülü üretimi sırasında mikro çatlakların oluşmadığından emin olmak için paneller EL denetimi aşamasından geçirilmelidir. Üretim hattında laminasyon öncesi ve laminasyon sonrası olmak üzere minimum 2 adet EL test cihazı olması gerekir.
Panel üreticisi firmanın bu konuda hassas olması ne yazık ki yeterli değildir. Aynı zamanda kurulum ekibinin de taşıma ve kurulum sırasında çok dikkatli olması gerekmektedir.
3 – Güneş Panelindeki Cam Kırılması
Bir güneş modülünün ön cam paneli, yağmur, toz ve dolu gibi hava koşullarına karşı ilk savunma hattını temsil eder. İdeal bir cam, güneş pillerinin güneş ışığını emmesine izin verirken, dolu veya makul baskılara dayanacak kadar güçlü olmalıdır. Güçsüz bir cam kırılırsa, yalnızca panel tarafından emilen ışık azalmaz, su ve toz gibi yabancı elementler güneş pillerini gölgelemek ve enerji çıkışını etkilemek için camın altına girebilir. Cam üzerindeki yansıma önleyici kaplama ( AR ) , en iyi performans için güneş hücrelerine ulaşan ışık miktarını da en üst düzeye çıkarır.
Kullanılan camın kalınlığının uygun, çerçevelemesinin doğru yapılması gerekir. Hava koşullarından dolayı oluşabilecek ön görülmeyen etkenler dışında, panel üreticisinin doğru ürünü kullanması gerekir.
4 – Güneş Panelindeki Çerçeve Dizaynı
Güneş panelleri kademeli bir eğimle çatılara yerleştirildiğinde, modül çerçeveleri yağmur suyunu durgun bir yüzeyde toplayabilir. İstenmeyen gölge oluşturmak ve güneş panellerinin enerji üretimini azaltmak için su buharlaştığında toz kalıntısı geride kalır.
Suyun yüzeyden akmasına yardımcı olacak şekilde kurulumun tasarlanması bu sayede tozu ve kiri temizlemek için özel olarak eğimli profiller ile kurulum yapılmalıdır. Bazı üreticiler çerçeve dizaynın da köşelerde su yolu bırakarak panel yüzeyindeki sıvının kolayca yüzeyi terk etmesini sağlamaktadır.
5 – Solar Hücrelerin Kırık olarak lamine edilmesi
Denetim yapılmayan bir üretim hattı, çatlamış güneş hücrelerini yanlışlıkla güneş panellerine lamine edilmesini ve güç üretimini etkileyen hücrelerde uyumsuzluk sorununu ortaya çıkartabilir. Ne yazık ki bi tip güneş panelleri sahalara, ülkemizde kurulum miktarının yüksek olduğu yılda, hızlı sevkiyat yapılması adına yanlış bir şekilde nakledilmiştir. Bu tip panelleri kurulum firmalarının kesinlikle kullanmayıp, tekrar iade etmesi gerekmektedir.
6 – Güneş Hücrelerinin Dizi Bağlantı Hataları
Güneş pilleri dizilere bağlandıktan sonra, bir panel içindeki diziyi tamamlamak için ara bağlantı tellerine lehimlenirler. Açık devre, güneş pili dizileri arasındaki önemli bir sıcaklık farkını görmek için bir IR kamera kullanılarak tespit edilebilir. Bu kusur, daha olgun üretim teknikleri ve sevkiyattan önce dikkatli EL incelemesi ile önlenebilir.
Güneş pilleri dizilere bağlandıktan sonra, bir panel içindeki diziyi tamamlamak için ara bağlantı tellerine lehimlenirler. Açık devre, güneş pili dizileri arasındaki önemli bir sıcaklık farkını görmek için bir IR kamera kullanılarak tespit edilebilir. Bu kusur, daha olgun üretim teknikleri ve sevkiyattan önce dikkatli EL incelemesi ile önlenebilir.
7 – Elektrik Kutusu Problemleri
Bir güneş panelinin arkasındaki bağlantı kutusu, elektriği dışarıya iletmek için anahtar ara yüzdür. Bağlantı kutusu muhafazasına su veya toz sızarsa, içindeki baypas diyotları kısa devre yapabilir ve yanabilir. Yanmış bir baypas diyotu veya konektörü paneli açık devrede bırakabilir ve enerjinin dışarıya aktarılmasını tamamen durdurabilir. Devrelere zarar vermemek için toz ve suyun damlamasını önleyen IP67 sınıfı bağlantı kutularının kullanılması gerekir.
8 – Salyangoz izi
Salyangoz izi, panelin genellikle sadece birkaç yıllık üretimden sonra kendini gösteren bir renk değişimidir. Salyangoz izlerinin birçok nedeni vardır, ancak bir neden, güneş pili üretim sürecinde kusurlu ön metalleştirme gümüş macununun kullanımına bağlanabilir. Kusurlu gümüş macunu, panelde neme neden olabilir ve bu nem sonucunda gümüş macunu ile EVA (etilen vinil asetat) adı verilen kapsülleme malzemesi arasında oksidasyon meydana gelebilir.
Bu istenmeyen süreç gümüş oksit, asetik asit (sirke) ve hidrojeni serbest bırakır. Bu reaksiyonun etkisi, panelin arkasından panelin önüne doğru beslenir ve panelin ön tarafında kimyasal bir bozulmaya neden olur. Bu, “salyangoz izleri” olarak görünür hale gelir ve panelin performansında düşüşe neden olur. Salyangoz izleri, paneldeki mikroskobik çatlaklar sonucunda da ortaya çıkabilir.
9 – Potansiyel Kaynaklı Bozulma ( PID Etkisi )
PID, “Potansiyel Kaynaklı Bozulma” anlamına gelir. Bu sorun, pano ile topraklama arasında gerilim farkı oluştuğunda ortaya çıkabilir. Güvenlik nedeniyle, güneş paneli topraklanmıştır, bu da topraklama ile panelin ürettiği voltaj arasında zararlı bir potansiyel farkına neden olabilir. Bazı durumlarda bu, birincil güç devresinde kısmen deşarj olan bir voltaj üretir. Bu etkinin sonuçları, PV panelin performansında sürekli bir düşüş ve hızlandırılmış yaşlanmadır. Güneş santrallerini etkileyen ve % 10’a varan performans kaybına neden olan PID’yi etkisi görülmüştür.
10 – Arka Tabaka Kaynaklı Oluşan Problemler
Panele nem girdiğinde dahili korozyon (paslanma) oluşur. Paneller hava ve su geçirmez olmalıdır. Bunu sağlamak için panellerin bileşenleri (cam tabaka, güneş pilleri ve arka tabaka) vakum altında lamine edilir. Bununla birlikte, laminasyon işlemi doğru şekilde yapılmadıysa veya çok kısaysa, bu işlem sırasında delaminasyona neden olabilir. Delaminasyon, lamine bileşenlerin ayrılmasıdır. Delaminasyon- ancak aynı zamanda yanlış yerleştirilmiş modül trimi- nemin nüfuz etmesine veya kabarcıkların oluşmasına neden olabilir. Nem, panelde daha koyu lekeler olarak görünen korozyona neden olur.
Bu genellikle panelin kenarında başlar ve- ciddiyet derecesine bağlı olarak- panelin geri kalanına yayılabilir. Panelin metal iletken kısmındaki korozyon- özellikle- panelin üretiminde önemli bir azalmaya yol açacaktır. Panelin üretimi, bu daha koyu (aşınmış) alanların boyutuyla doğrudan korelasyon içinde azalacaktır. Özellikle cam alt tabakalara dayalı olarak üretilen çerçevesiz / ince film PV paneller ve paneller de nem ve korozyon sorunları yaşayabilir.
Yazar: M.Cevdet EREN firstname.lastname@example.org