ОСОБЛИВОСТІ МЕТОДІВ ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СОНЯЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
DOI:
https://doi.org/10.31649/1997-9266-2024-177-6-87-93Ключові слова:
метод контролю, оцінка, фотоелектричний модуль, система якості і кількості, вимірювання поверхніАнотація
Проаналізовано механізми, що впливають на деградацію фотоелектричних модулів, зокрема роль мікротріщин, які знижують ефективність цих систем протягом їхнього терміну служби. Завдяки доступності, що зростає, та конкурентоспроможності ціни на фотоелектричні системи, фотоелектричні модулі стали важливим джерелом відновлювальної енергії по всьому світу. Проте однією з основних проблем є забезпечення надійності фотоелектричних модулів в умовах навколишнього середовища. Дослідження зосереджене на вивченні мікротріщин, як основного чинника, що спричиняє втрати енергії на етапі експлуатації фотомодулів. Мікротріщини можуть мати різні форми і орієнтації, що залежить від їхнього походження. Результати показали, що мікротріщини мають різний вплив на втрату потужності, зокрема для полікристалічних панелей зниження потужності становить від 0,82 % до 3,21 %, а для монокристалічних панелей — від 0,55 % до 0,9 %.
Досліджено тестові фотоелектричні модулі з навмисно створеними дефектами, такими як мікротріщини, тріщини в елементах, розбиття скла і дефекти з’єднань. Модулі піддавалися різним умовам стресу в кліматичних камерах, щоб оцінити вплив цих факторів на продуктивність. Для порівняння частина модулів також тестувалася на відкритому полігоні. Всі модулі протестовано за допомогою електролюмінесценції та вимірювань продуктивності до і після випробувань. Окрім цього, досліджено зміни у флуоресценції полімерного інкапсулятора під час випробувань на прискорене старіння, що дозволило виявити ступінь деградації матеріалів під впливом кліматичних факторів. Період індукції для виявлення ефектів флуоресценції полімерного інкапсулятора становив близько одного року вивітрювання на відкритому повітрі або 300 годин штучного опромінення.
Практичне застосування результатів цього дослідження може бути вкрай корисним для виробників та операторів фотоелектричних установок. Виявлення та моніторинг мікротріщин на ранніх стадіях дозволяє прогнозувати потенційні втрати потужності та ефективно управляти процесом технічного обслуговування фотоелектричних модулів. Використання методів ультрафіолетової візуалізації для моніторингу стану фотоелектричних модулів без необхідності їхнього демонтажу на місці дає змогу значно знизити витрати на перевірку та своєчасно виявляти дефекти, які можуть призвести до серйозних пошкоджень або втрат потужності. Дані, отримані під час дослідження, можуть бути використані для розробки рекомендованих практик для оцінки та контролю якості фотоелектричних модулів, що дозволить підвищити їхню надійність і довговічність. До того ж, ці результати можуть сприяти удосконаленню процесів вибору матеріалів для виробництва фотоелектричних модулів, що мають покращену стійкість до механічних пошкоджень та умов навколишнього середовища.
Подальші дослідження можуть зосередитися на детальному вивченні взаємозв'язку між різними типами механічних пошкоджень, зокрема мікротріщин, та їхнім впливом на загальну ефективність фотоелектричних модулів протягом тривалого часу. В статті розглянуто, як різні кліматичні умови (температура, вологість, інтенсивність опромінення) можуть прискорювати або змінювати механізми деградації в залежності від типу технології (монокристалічна чи полікристалічна). Дослідження може також сприяти розвитку нових методів прогнозування терміну служби фотоелектричних модулів на основі їхніх механічних характеристик, що дозволить удосконалити процеси гарантії та обслуговування. Окремо важливим є розвиток точніших і доступніших методів візуалізації та моніторингу пошкоджень на ранніх етапах їхнього розвитку, таких як поліпшені технології ультрафіолетової та електролюмінесцентної візуалізації, що дозволяють оперативно діагностувати і мінімізувати потенційні втрати енергії в процесі експлуатації фотоелектричних модулів.
Посилання
В. С. Цих, А. М. Кульчак, і А. В. Яворський, «Аналіз досліджень впливу температури на деградацію та ефективність роботи сонячних панелей,» Енергетика: економіка, технології, екологія, № 2, с. 77-83, 2024.
В. І. Мартинюк, К. С. Клен, і В. Я. Жуйков, «Визначення параметрів схем заміщення сонячних панелей за експериментальними даними,» Мікросистеми, Електроніка та Акустика, № 26 (2), с. 1-9, 2021.
Я. С. Буджак, В. Ю. Єрохов, і І. І. Мельник, «Прогнозування і розрахунок фотоелектричного перетворювача із заданими характеристиками,» Східноєвропейський журнал передових технологій, № 4/8 (52), с. 24-29, 2011.
Р. В. Зайцев, М. В. Кіріченко, К. О. Мінакова, і А. М. Дроздов, «Підвищення ефективності промислових зразків кремнієвих сонячних елементів,» Вісник Національного технічного університету «ХПІ», серія: Енергетика: надійність та енергоефективність, № 2 (3), с. 75-83, 2021.
К. М. Божко, В. І. Дунаєвський, В. Й. Котовський, В. П. Маслов, і В. А. Порєв, «Інфрачервона термографія сонячних елементів, нагрітих темновим струмом,» Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут», сер.: Приладобудування, вип. 46, с. 56-63, 2013. http://nbuv.gov.ua/UJRN/VKPI_prylad_2013_46_10 .
В. В. Панченко, і Р. О. Харін, «Дослідження впливу деградації сонячних панелей на ефективність роботи сонячної електростанції,» Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті, т. 28, № 3, с. 73-82, 2023.
M. Bdour, Z. Dalala, M. Al-Addous, A. Radaideh, and A. Al-Sadi, “A comprehensive evaluation on types of microcracks and possible eects on power degradation in photovoltaic solar panels,” Sustainability, no. 12, iss. 16, 2020. https://doi.org/10.3390/su12166416 .
##submission.downloads##
-
pdf
Завантажень: 0
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:
- Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.
- Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.
- Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).