Elektrolüminesans Görüntüleme, Optik ve elektriksel bir olgu olan Elektrolüminesans (EL), malzemenin içinden geçen elektrik akımına veya çok güçlü elektriksel alana tepki olarak ışık yayma durumunu ifade eder.
Gözle görülmeyen ve termal görüntüleme ile tespiti yapılamayan ciddi kusurları tespit ettiği için fotovoltaik panel kalite testlerinin arasında büyük ilgili görmektedir. Güneş panellerinin imalatı, montajı veya nakliyesi sırasında gerçekleşen hasarların hücre bazında saptanması için yapılmaktadır.
İnceleme Mekanizması;
Elektrolüminesans, ışık yayan bir diyot (LED) ile aynı konsepte sahiptir. Güneş panellerinin röntgeni niteliğindeki bu test ile mevcut direnç etkisi gösteren kısımların ve ileriye dönük problem oluşturacak kusurların erken tespiti sağlanmış olur.
Yukardaki görselde görüldüğü gibi, kapalı ve karanlık bir alanda güneş paneline kısa devre akımına ulaşmak için uygun voltajı sağlayan bir güç kaynağı bağlanır. Daha sonra güneş paneline sabit bir mesafeden kamera ile panelin fotoğrafı çekilir ve sonrasında görüntü özel bir program aracılığıyla analiz edilir.
Elektrolüminesans ile hangi kusurları ve sorunları tespit edebiliriz?
- Mikro Kırıklar.
- Üretim Kaynaklı Kusurlar.
- Sevkiyat Kaynaklı Kusurlar.
- PID.
- Korozyon.
- LETID.
Günümüzde üretilen hücrelerin kalınlığı 200 mikrometreden (µm= 1*10-6) daha azdır. Bu nedenle bu hücreler doğası gereği kırılgandır. Dikkatli ve hassas bir şeklide ele alınmalıdır.
Fotovoltaik hücrelerde mikro kırıkların oluşmasında bir çok neden vardır.
Peki çıplak gözle görülmeyen bu kırıkların sebebi nedir ?
- Güneş paneli imalatı aşamasında;
Mikro kırıklar, hücre kesimi, hücre dizimi (Stringing Process ) ve lehimleme işlemi ( Soldering Process) gibi bir çok aşamada oluşabilir.
Güneş panel üreticileri, kalite güvence prosedürlerinin bir parçası olarak laminasyon işlemi öncesi ve sonrası olmak üzere iki aşamada bu çatlakların tespit etmek için Elektrolüminesans görüntüleme ile kontrol eder. Muayene sonuçlarına göre panelleri kendi iç kalite standartlarına göre sınıflandırırlar.
Mikro kırıklardan farklı olarak başka kusurların tespiti de mümkündür. Aşağıdaki tabloda en yaygın kusur türleri özetlenmiştir.
- Sevkiyat ve nakliye aşamasında;
Mikro kırıklar, paneller üretim fabrikalarından proje sahasına sevk edilmesi sırasında oluşabilir. Bunun nedeni panellerin yanlış paketleme metotları ile paketlenmesi veya üreticinin belirlediği nakliye klavuzundaki talimatlara uyulmamasıdır.
- Kurulum aşamasında;
Proje sahasında panellerin indirilmesi veya panellerin monte edilmesi sırasında oluşabilirler.
Kurulum sonrası gerçekleştirdiğimiz muayene sonuncunda çıkan El görüntüleri aşağıdaki gibidir. Görüldüğü üzere panellerde güç düşümüne sebep olabilecek çok sayıda dallı/aktif kırık mevcut.
- Bakım ve işletme aşamasında;
Paneller için uygun olmayan temizleme yöntemlerinin kullanılması, bakım ve operasyon personellerinin panellerin üzerinde durması / yürümesi veya diğer çevresel koşullar gibi birçok etken vardır.
- Yüksek rüzgâr hızı.
- Sert bir şeklide düşen dolu
- Yoğun kar yükü
- Gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkı (Termal döngü)
Mikro Kırıklarından Kaynaklanan Problemler
Mikro kırıkların neden olduğu sorunlar, ortaya çıkma nedenleri, panellerin veya bütün olarak projenin verimliliği üzerindeki etkisinin belirlenmesi, birçok detaya ve teknik konuya bağlı olduğundan GES projelerindeki karmaşık konulardan biridir.
Üretici gözünden bir panelde mikro kırığın varlığı, tüm panelin hasarlı olması veya uygun olmadığı anlamına gelmez.
Panel üreticileri, mikro kırıkların yoluna (şekline), sayısına ve bu kırıkların hücrenin bazı kısımlarında akımın geçişine engel olup olmasına, hasarlı parçaların fotovoltaik hücreden izole edilip edilmemesine yol açar mı diye tüm bunları göz önünde bulundurarak panelleri iç kalite standartlarına göre değerlendirmektedir.
İn-aktif alanlara yol açan mikro kırıklar, hücrenin üretimine ve dolasıyla bütün bir panelin üretkenliği üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir. Ek olarak diziler arasında (Mismatch Loss) uyumsuzluk kayıplarına neden olacaktır.
Hücrenin bir kısmının izolasyonuna yol açan mikro kırıklar, Hot Spotların ortaya çıkmasına neden olur, bu da hücrenin izole edilmiş kısmının sıcaklığının yüksek sıcaklıklara yükselmesi anlamına gelir ve
- Backsheet degradasyonu (bozulmaları)
- Delaminasyon
- Güç degradasyonu
gibi birçok farklı sıkıntıya yol açmış olacaktır.
Mikro kırıklar, sahadaki panellerin çalışma koşullarına, rüzgâr/kar yüküne, panellerin mekanik gerilmelere ve panel sıcaklık farklarına bağlı olarak genişleyip ilerleyebilirler.
Elektrolüminesans Görüntülemedeki Küresel Standartlar
- IEC TS 60904-13:2018
Yazar:
