Američtí vědci nedávno podrobili různé bifaciální solární články a moduly řadě testů při zvýšené teplotě, vlhkosti, napětí a mechanickém namáhání. Testy odhalily řadu vyvolaných degradačních mechanismů, kterými začnou moduly v provozu pravděpodobně trpět.
Bifaciální solární články
Zavedení bifaciálních článků v solárním průmyslu, které by měly v letošním roce představovat více než polovinu všech křemíkových fotovoltaických článků na trhu, si vyžádalo několik rychlých změn v konstrukci modulů. Tyto změny se týkaly maximalizace množství světla, které lze absorbovat ze zadní strany modulu. Změny materiálů použitých v modulu, stejně jako způsob jeho fungování, mohou ovlivnit jeho výkon v terénu. Ve výzkumu i v praxi vědci zaznamenali několik problémů s výkonem, které jsou pro bifaciální technologie jedinečné. A i když se bifaciální technologie stává běžnou fotovoltaickou technologií, porozumění těmto problémům je stále v procesu.
Vědci pod vedením americké Národní laboratoře pro obnovitelné zdroje energie (NREL) se snaží získat o těchto problémech jasnější představu. Podrobili řadu různých konfigurací bifaciálních modulů řadě testů. Během nich se snažili napodobit nejextrémnější podmínky, které by moduly mohly zažít v terénu. Tato série „kombinovaných zrychlených zátěžových testů“ (C-AST) vystavuje moduly současně různým teplotám, vlhkosti a napětí i mechanickému namáhání. NREL zavedl protokol testování C-AST v roce 2020. Považuje jej za zásadní způsob, jak pro solární průmysl pochopit ztrátu výkonu u různých technologií.
Testování
Testování podrobilo články PERC v sestavách se sklem i se skleněnou zadní deskou a zařízení zapouzdřená pomocí POE a EVA několika cyklům testování C-AST. Vědci testovali zařízení „mini moduly“, z nichž každý se skládal ze čtyř článků o rozměrech 156 x 156 mm. Výsledky jsou k dispozici v článku „Evaluation of bifacial module technologies with combined-accelerated stress testing“, který vědci nedávno publikovali v časopise Progress in Photovoltaics.
Ukázalo se, že moduly se sklem mají mnohem více zlomů v prstech mřížky ve srovnání s moduly používajícími backsheet. U zařízení se sklem napočítali v průměru 124 zlomů v prstech mřížky ve srovnání se 42 zlomy u zařízení se sklem a backsheetem. Skupina to přičítá větší tuhosti skla.
„Na jedné straně, pokud je článek blíže neutrální rovině laminátu modulu a modul je při rovnoměrném zapouzdření ve skle pevnější, lze očekávat, že se sníží namáhání článků a jejich praskání,“ uvedli. „Na druhou stranu může být tato tuhost nevýhodou vedoucí ke zvýšenému napětí. Tedy pokud buňce něco zabraňuje v deformaci. Například v důsledku deformace spojené s nesouladem teplotního koeficientu roztažnosti.“
Při testování se rovněž zjistila degradace způsobená potenciálem. Degradace měla nejvyšší hodnoty u modulů ze skla a skla zapouzdřených materiálem EVA. Podobné výsledky se daly vypozorovat i u článků testovaných v terénu po delší dobu.
Výsledky
„Výsledky C-AST ukazují, že použití bifaciálních článků a modulů může zvýšit výskyt poruchových režimů, jako jsou zlomy mřížkových prstů a PID,“ uvedli. „Je proto třeba zvážit výběr obalových materiálů a postupů pro jejich zmírnění. C-AST naznačil, že použití POE a transparentní zadní vrstvy PVF snižuje náchylnost k PID polarizačního typu u modulů ze skleněného skla.“
Zdroje: pv-magazine, Top-Vozíky
