Każda maszyna, urządzenie lub rzecz może ulec uszkodzeniu. Nie inaczej jest z instalacją fotowoltaiczną. Awarie mogą się przytrafić zabezpieczeniom, okablowaniu czy falownikowi. W tym wypadku jednak, przy regularnie prowadzonych przeglądach serwisowych, prawdopodobieństwo wystąpienia zdarzenia jest niewielkie. Wszystkie te sprzęty są ‘schowane’ przed działaniem warunków atmosferycznych. Inaczej wygląda sytuacja z panelami fotowoltaicznymi. W tym artykule opowiemy, które usterki modułów przydarzają się najczęściej. Wyjaśnimy czym jest delaminacja, jakie są szanse na awarie diody bocznikującej oraz jak naprawić uszkodzony panel.

Instalacja fotowoltaiczna zagrożenia – prawdopodobieństwo wystąpienia

Panele fotowoltaiczne służą do zmiany energii promieniowania słonecznego na prąd zmienny. Aby osiągnąć pełnię swoich możliwości, muszą znajdować się na zewnątrz obiektu (na dachu, gruncie lub elewacji). To z kolei powoduje narażenie na działanie sił natury (wiatry, gradobicie, nasłonecznienie). Wszystkie te czynniki nie są bez znaczenia dla trwałości instalacji PV.

Dzięki nowoczesnym liniom technologicznym ewentualne usterki udało się zminimalizować. Zgodnie z „Raportem o fotowoltaice w Polsce” opracowanym przez serwis Oferteo aż 92% respondentów badania od momentu instalacji systemu PV nie doświadczyło usterki. Szansa na wystąpienie uszkodzenia jest zatem niewielka, szczególnie jeśli montaż wykonali profesjonaliści.

Instalacja fotowoltaiczna – zagrożenia związane z niewłaściwym montażem

Jedną z najczęstszych i najkosztowniejszych przyczyn awarii instalacji PV wcale nie jest delaminacja szyby czy napięcie paneli fotowoltaicznych, ale niewłaściwe wykonanie. Przekonuje o tym zarówno praktyka, jak i wyniki raportu renomowanego instytutu TÜV Rheinland. Nowi użytkownicy chcąc zbić wartość początkowej inwestycji, zakupują panele fotowoltaiczne z demontażu, używają zamienników bez certyfikacji, sami przeprowadzają proces układania połączeń kablowych, które potem zwisając i wchodząc w kontakt z rozgrzaną powierzchnią dachu, powodują przepalenia. Czy fotowoltaika jest bezpieczna, jeśli montażu dokonują złote rączki i przypadkowe przedsiębiorstwa? Niestety nie. Warto zapamiętać, że instalacja PV powinna być wykonana przez fachowców! Nawet jeśli koszt takiej operacji jest początkowo nieznacznie wyższy, szybko się zwróci.

Instalacja fotowoltaiczna – zagrożenia związane z mikrouszkodzeniami

Jądrem modułu fotowoltaicznego są krzemowe ogniwa, w których zachodzi proces konwersji promieniowania słonecznego w prąd stały. W celu minimalizacji ryzyka wystąpienia mikropęknięć ogniw, stosuje się ochronę z hartowanego szkła. Czasami zdarza się jednak, że to nie wystarcza. Ogniwa ulegają niewielkim uszkodzeniom najczęściej podczas źle przeprowadzonego transportu. Zdarza się także, że użytkownik sam chodzi po panelach, chcąc je oczyścić z naniesionych przez wiatr pyłków i kurzu. Efektem mikropęknięć jest powstawanie tak zwanych hot-spotów (te czasami trafiają się także w warunkach dużych zacienień). Są to punkty nagrzewające się bardziej niż pozostałe części modułu. Hot-spoty w długiej perspektywie czasowej mogą doprowadzić do uszkodzenia urządzenia. Jeśli do tego dojdzie, konieczna będzie wymiana jednego panela PV.

Instalacja fotowoltaiczna – zagrożenia związane z delaminacją szyby

Delaminacja to nic innego jak rozdzielenie się złączonych warstw w laminacie. Zastanawiają się Państwo, gdzie w modułach fotowoltaicznych zastosowano laminat? Aby to wyjaśnić, cofnijmy się znowu do ogniw krzemowych. Wspomnieliśmy już, że są one zabezpieczane hartowaną szybą. To jednak nie wszystko. W celu uniknięcia kontaktu z wilgocią, moduły PV zabezpiecza się folią EVA. Na skutek błędów przy produkcji zdarza się, że owa folia odkleja się w okolicach busbarów. To powoduje mniejszą przezroczystość przedniej warstwy modułu, a tym samym pogarsza jego zdolność do absorpcji światła słonecznego. Pogłębiająca się delaminacja może także narazić urządzenie na wilgoć oraz korozję.

Instalacja fotowoltaiczna – zagrożenia związane z pęknięciem szyby

Jednym z poważniejszych uszkodzeń modułu fotowoltaicznego jest pęknięcie szyby hartowanej. Najczęściej dochodzi do tego po aktach wandalizmu lub wyjątkowo intensywnym gradobiciu (większość modułów PV jest odporna na uderzenia kul gradowych o średnicy do 25 mm). Zdarzały się także sytuacje, gdy pęknięcie było efektem montażu niezgodnego z instrukcją (zbyt mocne dokręcenie śrub, użycie złych zacisków itd.). Uszkodzenie szyby nie wyłącza natychmiastowo urządzenia z użytku, ale prowadzi do korozji ogniw i obwodów elektrycznych, co w efekcie powoduje spadek wydajności. Jak naprawić uszkodzony panel? W tym wypadku jedynym wyjściem jest zgłoszenie gwarancyjne.

Instalacja fotowoltaiczna – zagrożenia związane z efektem PID

Efekt PID (Potential Induced Degradation) polega na tym, że energia elektryczna znajdująca się w module “wycieka” do uziemionej ramy, zamiast trafiać do falownika. To powoduje dwie niechciane sytuacje – z jednej strony nasz prąd trafia do ziemi, z drugiej PID niszczy ogniwa. Aby uniknąć tego ryzyka, wystarczy kupić moduły fotowoltaiczne wolne od efektu PID. Praktycznie każdy renomowany producent posiada odpowiedni certyfikat wydany przez niezależne laboratorium. To kolejna sytuacja, gdy panele fotowoltaiczne z demontażu nie są najlepszym pomysłem.

Instalacja fotowoltaiczna – zagrożenia związane z diodami bocznikującymi

Wszystkie przytoczone sytuacje wymagają zgłoszenia gwarancyjnego i wymiany jednego panelu. Wyjątek stanowią problemy z diodami bocznikującymi. Te niewielkie urządzenia są zlokalizowane w puszkach przyłączeniowych w tylnej części modułu i pełnią bardzo ważne funkcje. Dioda podzielona jest na trzy części, dzięki czemu może wyłączać te fragmenty panelu, które działają wyraźnie gorzej od reszty. Przykładowo, jeśli na module znajduje się ciało obce (np. liść) i dochodzi do miejscowego nagrzewania, dioda bocznikująca wyłącza tę część urządzenia. Problem na ogół znika sam, wraz z pierwszym wiatrem lub deszczem, który zmywa ciało obce z modułu. Bypassy chronią także instalację przed skutkami zacienienia. Uszkodzenie diody bocznikującej mogą powstawać już na etapie produkcji, ale częściej są efektem siły mechanicznej lub błędów monterskich. Ich wymiana nie jest na szczęście kosztowna.

Czy fotowoltaika jest bezpieczna? – ślimacze ścieżki

Kolejnym problemem modułów niskiej jakości są tak zwane ślimacze ścieżki. Samo zjawisko pojawia się bardzo rzadko, ale gdy już się uwidoczni, potrafi być prawdziwą zmorą dla użytkownika. Ślimacze ścieżki są efektem mikropęknięć oraz odbarwienia srebrnej pasty z przodu busbarów. Dzięki efektowi wizualnemu łatwo je zidentyfikować. Z uwagi na wszechstronny zakres uszkodzeń (mikropęknięcia i uszkodzenia folii EVA), jakakolwiek walka ze skutkami zjawiska jest praktycznie niemożliwa. Nie pomoże tu ani regeneracja paneli, ani żadna naprawa. Aby mieć pewność, że ślimacze ścieżki nie pojawią się na naszej instalacji, warto zakupić moduły certyfikowane, ujęte na liście Bloomberg Tier 1.

Czy fotowoltaika jest bezpieczna? – podsumowanie

Panele fotowoltaiczne, podobnie jak każde inne urządzenia, mogą ulec awarii. Zgodnie z danymi ujętymi w raportach cenionych instytucji badań publicznych, zdarza się to rzadko i praktycznie zawsze ma związek z błędami w montażu lub niskiej jakości urządzeniami. Prawidłowo wykonana budowa pozwala równomiernie rozłożyć napięcie paneli fotowoltaicznych, a tym samym niweluje szanse powstawania hot-spotów. Przy prawidłowym użytkowaniu nie powinno także dojść do naruszenia folii zabezpieczającej szkło przed skutkami pęknięcia. Jeśli jednak na skutek niekorzystnych okoliczności (np. gradobicie, uderzenie pioruna) nasza instalacja ucierpi, zawsze pozostaje możliwość wykonania zgłoszenia gwarancyjnego, a po upływie czasu gwarancji – wymiany uszkodzonego urządzenia na nowe na koszt ubezpieczyciela.