Vědci z Pákistánu, Kataru a Saúdské Arábie vymysleli nové experimentální uspořádání pro provádění zkoušek dopadu krupobití pro fotovoltaické moduly. První testy ukázaly, že monokrystalické panely ztrácejí menší účinnost než jejich polykrystalické protějšky se stejným počtem přípojnic.
Mezinárodní výzkumný tým vyvinul nové experimentální nastavení pro provádění zkoušek dopadu krupobití u solárních modulů. Sestava se skládá ze vzduchového kompresoru, tlakové komory, hlavně odpalovacího zařízení a přístroje pro měření rychlosti ledové koule. Ten se založil na nastavitelném barelu a solenoidovém ventilu zajišťujícím přesné testování v kontrolovaných podmínkách.
Vědci vysvětlili, že nové nastavení se řídí mezinárodními standardy jako ASTM 1038-10 a IEC-61215-2. „ASTM 1038-10 poskytuje rozsáhlý přístup k hodnocení odolnosti fotovoltaických modulů vůči vnějším tlakům, jako jsou krupobití. Zatímco IEC-61215-2 nabízí komplexní testovací standardy pro krystalické křemíkové fotovoltaické moduly, včetně hodnocení mechanického, elektrického a environmentálního výkonu.“
Vědci také použili elektroluminiscenční (EL) zobrazování k identifikaci vzorů trhlin v modulech před a po dopadu krupobití, stejně jako testování solárních blesků ke kvantifikaci účinků těchto trhlin na výstup panelu. Přijali také přístup nejhoršího scénáře s ohledem na to, že oblasti obklopené mikrotrhlinami se elektricky izolují od aktivní buňky. Což podle nich stanoví horní hranici pro potenciální degradaci energie.
Experimentální zkoušky krupobití pro solární moduly
,,Tato metodika umožňuje analýzu různých ovlivňujících parametrů,“ dodali s tím, že tradiční metody testování krupobitím přehlížejí zásadní variace související s účinky dopadových poloh na výkon modulu. ,,Tato studie si klade za cíl vyřešit tyto mezery nejen zkoumáním důsledků mikrotrhlin na ztrátu energie, ale také zkoumáním konkrétního vlivu pozic dopadu na integritu modulu.“
Testy krupobití se provedly na čtyřech různých typech 18 W fotovoltaických modulů vyrobených společností Akhtar Solar se sídlem v Pákistánu: monokrystalické zařízení se 2 přípojnicemi; 3-přípojnicový polykrystalický modul; monokrystalický panel se 4 přípojnicemi a 4-přípojnicový polykrystalický modul. Moduly se zapojily v propustném předpětí a proudu rovném zkratovému proudu.
Testy ukázaly, že poté, co byly panely zasaženy krupobitím, byly praskliny zvláště silné v polykrystalických modulech. Přičemž poškození se rozšířilo po celém povrchu panelů. Navíc se jejich účinnost snížila až o 12,59 %. Zatímco u jejich monokrystalických protějšků jen o 4,15 %.
,,To znamená, že procentuální pokles monokrystalických je menší než polykrystalický u stejného počtu přípojnic,“ uvedli vědci. ,,Výsledky také ukazují, že FV moduly s monokrystalickými solárními články jsou mnohem lepší v odolnosti proti krupobití než polykrystalické solární články pro stejný počet přípojnic.“
Jejich zjištění se publikovala ve studii „Mechanická integrita fotovoltaických panelů pod krupobitím: srovnání mono vs. polykrystalické“, v Heliyon. ,,Takové poznatky by mohly připravit cestu pro budoucí inovace v konstrukci modulů, zaměřené na snížení škod. A také na zajištění trvalé výroby energie v oblastech náchylných ke krupobití. Čímž by se zvýšila spolehlivost a dlouhodobý výkon fotovoltaických systémů,“ uzavřeli.
Výzkumnou skupinu vytvořili akademici z pákistánské University of Engineering and Technology a University of Wah, College of Engineering v Saúdské Arábii a katarské Texas A&M University.
Zdroj: pv-magazine, TowPoint
