Moduły fotowoltaiczne to podstawowe urządzenie wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej w elektrowniach PV. Od ich jakości i awaryjności zależy trwałość całej instalacji, a tym samym także kwota wygenerowanych oszczędności w całym cyklu życia. W tym artykule przyjrzymy się elementom, na które warto zwrócić uwagę przy doborze modułów fotowoltaicznych oraz omówimy najpopularniejsze wady tych urządzeń.

Dokumentacja producenta jest szczególnie ważna!

Jeszcze zanim przystąpimy do weryfikacji modułów na palecie lub konstrukcji, warto wnikliwie przyjrzeć się dokumentacji przedłożonej przez producenta. Każde urządzenie tego typu posiada kartę katalogową oraz szereg certyfikatów. Potwierdzają one podstawowe właściwości komponentu, w tym jego rozmiary, odporność na śnieg i wiatr czy materiały z jakich został wykonany. Dobrej jakości moduły fotowoltaiczne posiadają co najmniej następujące atesty:

• Deklarację zgodności UE.
• Certyfikat PID.
• Odporność na mgłę solną.
• Odporność na amoniak.
• Odporność na piasek.
• Certyfikat zgodności z normą IEC 61215.
• Certyfikat zgodności z normą IEC 61730.

Wnikliwa analiza całej dokumentacji pozwala uniknąć licznych problemów na etapie eksploatacji. A te mogą być bardzo różnorodne, co punktujemy poniżej.

Połamane ogniwa

Fundamentalnym elementem każdego modułu jest krzemowe ogniwo fotowoltaiczne. To w nim dochodzi do inicjacji i przeprowadzenia zjawiska fotoelektrycznego, którego efektem jest wytworzenie prądu stałego. Ogniwa klasy B mogą w dłuższej perspektywie stanowić poważne wyzwanie dla właściciela elektrowni PV. Mikropęknięcia powstają najczęściej na etapie transportu modułów, ale zdarzają się też przykłady defektów produkcyjnych i instalacyjnych. Ich wyłapanie może bezpośrednio przełożyć się na ilość generowanej energii elektrycznej. Małe uszkodzenia co do zasady nie są kłopotliwe, jednak widoczne gołym okiem załamania mogą prowadzić do utraty sprawności całej instalacji. W tym wypadku zaleca się złożenie natychmiastowej reklamacji i wymianę całego modułu.

Zarysowanie na szkle

Innym typem defektów są zarysowania. Każdy moduł fotowoltaiczny pokryty jest szkłem, które ma za zadanie ułatwiać samooczyszczanie oraz rozpraszać światło. Pęknięcia lub zarysowania czołowego elementu panelu PV są praktycznie zawsze efektem działania czynników zewnętrznych takich jak: transport, montaż, grad. O ile łagodne rysy powierzchniowe nie wpływają negatywnie na pracę zestawu (mogą spowodować lekkie cieniowanie komórek), o tyle głębsze uszkodzenia mają już określone konsekwencje dla funkcjonowania elektrowni. Uszkodzenie powłoki może skutkować dostaniem się do wnętrza powietrza, pyłu i wody. To z kolei uruchamia proces delaminacji czyli zaburzenia absorbcji promieni słonecznych i odbicia padającego światła.

Harmonia w układzie ciągu ogniw

Równomierne ułożenie ogniw ma przede wszystkim walor estetyczny. Zakładając instalację fotowoltaiczną na dachu firmy, każdy przedsiębiorca chciałby, aby ta prezentowała się okazale i była ozdobą, a nie powodem do wstydu. Wyrównanie ciągu ogniw to rzecz podstawowa, prosta do zastosowania w procesie produkcyjnym. Jeśli wytwórca nie jest w stanie odpowiednio ustawić maszyn,  można przypuszczać, że także inne elementy dzieła są wykonane nieprecyzyjne.

Zanieczyszczenia wewnętrzne

Każdy inwestor bez większych problemów dostrzeże także zanieczyszczenia znajdujące się wewnątrz modułu fotowoltaicznego. Są one pochodnymi procesów produkcyjnych lub nieszczelności obudowy (np. zarysowań). Podobnie jak w przypadku nierównego układu ciągu ogniw mają one przede wszystkim znaczenie estetyczne, ale w specyficznych sytuacjach mogą wpływać także na zaniżoną wydajność modułu. Zanieczyszczenie działa bowiem podobnie jak częściowe zacienienie i dodatkowo może generować powstawanie hot-spotów.

Hot-spot

Zacienienie modułów fotowoltaicznych wpływa nie tylko na osiągane uzyski, ale także na powstawanie tak zwanych hot-spotów. Działanie tego zjawiska jest bardzo proste. Jeśli na przeszkodzie promieni słonecznych stają obiekty (np. budynki, drzewa, kominy czy anteny) lub zanieczyszczenia (liście, ptasie odchody, kurz, śnieg) to zamiast produkować prąd, zużywają go pobierając od innych ogniw. W ten sposób powstają miejsca o podwyższonej temperaturze. W wyniku działania siły cieplnej materiał, z którego zbudowane jest ogniwo, obejmująca go obustronnie folia enkapsulacyjna, a także tworzywo pokrywające tylną ścianę modułu PV zostaną uszkodzone. Występowanie hot-spotów nie zagraża bezpieczeństwu użytkowania instalacji fotowoltaicznej, ale może mieć wpływ na sprawność. Standardowym sposobem radzenia sobie z hot-spotami jest stosowanie diody „by-pass”. Przekierowuje ona przez siebie prąd całego stringu i chroni ogniwo PV przed przepaleniem.

Braki w strukturach

Hot-spoty są też wynikiem braku w strukturach modułów fotowoltaicznych. Brak równomiernego obciążenia panelu ponownie świadczy o niskiej jakości procesu produkcyjnego. Dostrzeżenie tego typu miejsc powinno skutkować natychmiastowym reklamowaniem towaru i refleksją czy faktycznie jesteśmy zainteresowani produktami danej marki. Renomowani producenci nie pozwalają sobie na tego typu defekty.

Okablowanie i złącza

Dużo większe kłopoty mogą powstać przy zastosowaniu tanich zamienników na przewodach i złączach. Użycie niskiej jakości tworzyw sztucznych może doprowadzić do osłabienia połączenia elektrycznego w konektorach. To w wielu wypadkach kończy się iskrzeniem, a w dalszej kolejności wypaleniem materiału i zniszczeniem złączki. Dobierając elementy instalacji, należy zadbać o to, aby były one odporne na różne warunki pogodowe i założone zgodnie ze sztuką budowlaną. Dzięki temu użytkowanie instalacji fotowoltaicznej jest bezpieczne i nie zagraża otoczeniu.

Brązowienie

Brązowienie to potoczna nazwa na zmianę koloru folii enkapsulacyjnej EVA. Służy ona do wzmocnienia trwałości i wytrzymałości całego panelu. Profesjonalna folia zawiera w składzie dodatki, które podnoszą jej odporność na promieniowanie UV, przez co są nieczułe na efekt przebarwienia. Na rynku coraz częściej możemy zauważyć użycie tańszych zamienników o niedostatecznej jakości, co na ogół kończy się brązowieniem i powstawaniem hot-spotów na module fotowoltaicznym.

Zanikanie etykiet

Każdy moduł fotowoltaiczny posiada indywidualny kod kreskowy. Ten stanowi informację dla producenta, dzięki której może on łatwo zidentyfikować wadliwy produkt i dokonać jego wymiany gwarancyjnej. W każdej karcie reklamacji wymagane jest uzupełnienie tej informacji, aby całe zgłoszenie mogło zakończyć się powodzeniem. Zastosowanie etykiet i kodów kreskowych niskiej jakości kończy się zblaknięciem. Aby uniknąć stresu w przypadku zaistnienia problemów, warto już na początku zrobić odpowiednie zdjęcia przedstawiające niezbędne dane.