Takie są defekty farmy fotowoltaicznej już po 2 latach użytkowania
W ramach badania naukowego zidentyfikowano szereg usterek w instalacji fotowoltaicznej, której okres eksploatacji wynosił zaledwie dwa lata. Badaniom poddano elektrownię fotowoltaiczną o mocy 25 MW.
Systemy fotowoltaiczne są narażone na różne defekty operacyjne, które mogą obniżać ich wydajność i skracać żywotność. Jednym z najczęściej występujących problemów są tzw. „hotspoty”, czyli miejsca o podwyższonej temperaturze na powierzchni ogniwa, które mogą końcowo prowadzić do uszkodzeń materiału i obniżenia efektywności energetycznej systemów PV.
Analiza w celu identyfikacji wczesnych defektów
Badawcze z Uniwersytetu w Surabai w Indonezji przeanalizowali wczesne defekty operacyjne w elektrowni fotowoltaicznej o łącznej mocy 24,9 MW zlokalizowanej w Sumatrze. Cały system składał się z łącznie z 8 mniejszych instalacji odpowiednio o mocach: 3,7; 3,96; 3,15; 2,2; 4,2; 3,2; 2,5 oraz 2 MW i został zbudowany z 64 140 paneli i 110 inwerterów (nie podano producentów).
Analizowano dane elektrowni działającej od sierpnia 2022 r. do sierpnia 2024 r. Intencjonalnie wybrano system PV, który charakteryzuje się krótkim okresem eksploatacji, aby zwiększyć prawdopodobieństwo, że zaobserwowane usterki wynikają głównie z wczesnych czynników operacyjnych, a nie z długotrwałego zużycia.
Podczas obserwacji w terenie badacze wykonywali pomiary napięcia oraz prądu roboczego i porównywali odczytane wartości z obliczonymi wartościami teoretycznymi. Na bazie porównania byli w stanie wyselekcjonować nieprawidłowe łańcuchy modułów PV i w stosunku do nich pogłębić analizę. Zidentyfikowane uszkodzenia przeszły dodatkowe badania, w tym obrazowanie termiczne.
Ponad 1 proc. defektów
Wyniki obserwacji i pogłębionych badań wykazały, że spośród 64 140 zainstalowanych modułów około 678 sztuk wykazało nieprawidłowości. Zauważono wady takie jak problemy ze skrzynkami przyłączeniowymi (pęknięcia/uszkodzenia mechaniczne, napęcznienia), pęknięcia szkła, zaparowanie modułów, zacienienie od otaczających obiektów i delaminacje modułów.
Powyższe odzwierciedlono wskaźnikiem awaryjności, który wyniósł około 1,05 proc., co zdaniem naukowców podkreśla znaczenie wczesnego monitorowania i konserwacji w celu zapobiegania nieprawidłowościom i utrzymania wysokiej efektywności całego systemu fotowoltaicznego.
Lepsze moduły z ogniwami half-cut
W tej samej pracy badawczej naukowcy z Indonezji wspomnieli, że moduły z ogniwami typu half-cut (z półciętymi ogniwami) są generalnie bardziej odporne na tzw. hotspoty w porównaniu do modułów full-cell (bez półciętych ogniw).
.
.
Ma to wynikać z lepszej dystrybucji ciepła i niższego prądu przypadającego na ogniwa i bardziej efektywnej konfiguracji diody bocznikującej (diody obejściowej). Oznacza to, że moduły fotowoltaiczne z ogniwami typu half-cut mogą stanowić bardziej niezawodną opcję w warunkach, w których może wystąpić zacienienie, zmniejszając ryzyko uszkodzenia i hotspotów.
Więcej informacji na temat obserwacji oraz wniosków badaczy z Indonezji można znaleźć w pracy naukowej „Identification of early operational defects in photovoltaic modules: A case study of a 24.9 MWp solar PV system in Sumatra, Indonesia” opublikowanej w czasopiśmie Unconventional Resources.
Radosław Błoński
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
