太陽光発電モジュールの一般的な問題と修理

——バッテリーの一般的な問題

モジュール表面に網目状の亀裂が発生する原因は、溶接時や取扱い時にセルに外力が加わったり、予熱を行わずに低温で急激に高温にさらされた場合に亀裂が発生することが考えられます。ネットワークの亀裂はモジュールの電力減衰に影響し、時間が経つと、破片やホットスポットがモジュールのパフォーマンスに直接影響します。

セル表面のネットワーク亀裂の品質上の問題を見つけるには、手動検査が必要です。一度地表網の亀裂が現れると、3～4年後には大規模に発生する。最初の 3 年間は、網状の亀裂を肉眼で確認するのが困難でした。現在、ホット スポット画像は通常ドローンで撮影されており、ホット スポットのあるコンポーネントの EL 測定により、亀裂がすでに発生していることがわかります。

セルの断片は一般に、溶接中の不適切な操作、作業員による不適切な取り扱い、またはラミネーターの故障によって発生します。スライバの部分的な故障、電力の減衰、または単一セルの完全な故障は、モジュールの電力の減衰に影響します。

現在、ほとんどのモジュール工場ではハーフカットされた高出力モジュールが使用されており、一般的にハーフカットされたモジュールの破損率は高くなります。現在、大手企業 5 社と中小企業 4 社は、そのようなクラックが許可されていないことを要求しており、さまざまなリンクでコンポーネント EL をテストする予定です。まず、モジュール工場から現場に納品された後、EL 画像をテストして、モジュール工場の納品および輸送中に隠れた亀裂がないことを確認します。次に、設置後に EL を測定し、エンジニアリング設置プロセス中に隠れた亀裂がないことを確認します。

一般に、低品位のセルは高品位のコンポーネントに混合されます（原料の混合/プロセスにおける材料の混合）。これはコンポーネントの全体的な出力に影響を与えやすく、コンポーネントの出力は短期間で大きく減衰します。時間。非効率的なチップ領域ではホットスポットが発生し、さらにはコンポーネントが焼ける可能性があります。

モジュール工場では通常、セルを100セルや200セルなどの電力レベルに分割するため、各セルの電力テストは行わず抜き取りチェックを行うため、低品位セルの自動組立ラインではこのような問題が発生します。。現在、細胞の混合プロファイルは一般に赤外線イメージングによって判断できますが、赤外線画像が混合プロファイル、隠れた亀裂、またはその他の阻害要因によって引き起こされたものであるかどうかを確認するには、さらなる EL 分析が必要です。

稲妻の縞は通常、バッテリーシートの亀裂、または負極の銀ペースト、EVA、水蒸気、空気、太陽光の複合作用の結果として発生します。EVAと銀ペーストの不適合やバックシートの高い透水性も雷筋の原因となることがあります。雷パターンで発生する熱が増加し、熱膨張と収縮によりバッテリーシートに亀裂が生じ、モジュールにホットスポットが発生しやすくなり、モジュールの劣化が促進され、モジュールの電気的性能に影響を与える可能性があります。実際の事例では、発電所の電源が入っていない場合でも、4 年間太陽にさらされた後、コンポーネントに多くの稲妻の筋が現れることが示されています。テスト出力の誤差は非常に小さいですが、EL イメージはさらに悪化します。

PID やホット スポットが発生する原因は数多くあります。異物の詰まり、セル内の隠れた亀裂、セルの欠陥、高温多湿の環境での太陽光発電インバータ アレイの接地方法によって引き起こされる太陽光発電モジュールの深刻な腐食や劣化などです。ホットスポットやPIDの原因となります。。近年、バッテリーモジュール技術の変革と進歩により、PID現象はまれになりましたが、初期の発電所ではPIDがないことを保証できませんでした。PID の修復には、コンポーネント自体だけでなく、インバーター側からも全体的な技術変革が必要です。

- はんだリボン、バスバー、フラックスに関するよくある質問

はんだ付け温度が低すぎたり、フラックス塗布量が少なすぎたり、はんだ付け速度が速すぎたりすると誤はんだとなり、はんだ付け温度が高すぎたり、はんだ付け時間が長すぎたりすると過はんだの原因となります。 。2010 年から 2015 年にかけて生産された部品で誤はんだや過剰はんだがより頻繁に発生しました。主な理由は、この期間に中国の製造工場の組立ライン設備が海外からの輸入から国産化に変わり始め、当時の企業のプロセス基準がその結果、期間中に生産されるコンポーネントの品質が低下します。

溶接が不十分だとリボンとセルが短期間で剥離し、出力の減衰やモジュールの故障に影響を与えます。過剰なはんだ付けは、セルの内部電極に損傷を与え、モジュールの電力減衰に直接影響を与え、モジュールの寿命を縮めたり、スクラップの原因となります。

2015 年より前に製造されたモジュールには、広い範囲のリボン オフセットが存在することがよくあります。これは通常、溶接機の位置の異常によって引き起こされます。オフセットにより、リボンとバッテリー領域間の接触が減少したり、層間剥離が生じたり、電力の減衰に影響が生じたりします。また、温度が高すぎると、リボンの曲げ硬度が高くなりすぎて、溶接後に電池シートが曲がってしまい、電池チップの破片が発生する原因となる。現在、セルグリッドラインの増加に伴い、リボンの幅はますます狭くなり、溶接機のより高い精度が必要となり、リボンの偏差はますます少なくなってきています。

バスバーと半田ストリップ間の接触面積が小さい場合、または仮想半田付けの抵抗が増加し、熱により部品が焼損する可能性があります。部品は短期間で著しく劣化し、長期間の作業により焼き付き、最終的には廃棄につながります。現時点では、塗布端でバスバーとはんだ付けストリップ間の抵抗を測定する実用的な手段がないため、この種の問題を初期段階で防ぐ効果的な方法はありません。交換用コンポーネントは、表面の焼けが明らかな場合にのみ取り外す必要があります。

溶接機がフラックス注入量を調整しすぎたり、リワーク中に作業者がフラックスを多量に塗布したりすると、メイングリッドラインの端に黄変が発生し、メイングリッドラインの位置でのEVA剥離に影響を与えます。コンポーネント。長期間使用すると稲妻模様の黒い斑点が現れ、コンポーネントに影響を与えます。電力の減衰により、コンポーネントの寿命が短くなったり、廃棄の原因となったりします。

——EVA/バックプレーンに関するよくある質問

EVAの剥離の原因としては、EVAの架橋度が合っていないこと、EVAやガラス、バックシートなどの素材表面の異物、EVA原料（エチレンや酢酸ビニルなど）の配合が不均一であることなどが考えられます。常温で溶けます。剥離領域が小さい場合、モジュールの高電力障害に影響し、剥離領域が大きい場合、モジュールの故障および廃棄に直接つながります。EVAの層間剥離が発生すると、修復することはできません。

EVA の層間剥離は、ここ数年コンポーネントでよく発生しています。コスト削減のため、一部の企業ではEVAの架橋度が不十分で、厚さが0.5mmから0.3、0.2mmに下がっています。床。

EVAの気泡が発生する一般的な原因としては、ラミネーターの真空引き時間が短すぎる、温度設定が低すぎる、または高すぎることで気泡が発生する、内部が汚れていて異物があるなどが考えられます。コンポーネントの気泡は EVA バックプレーンの層間剥離に影響を与え、廃棄につながる可能性があります。この種の問題は通常、部品の製造時に発生しますが、小さな領域であれば修復可能です。

EVA 絶縁ストリップの黄変は、通常、長期間空気にさらされたこと、EVA がフラックスやアルコールなどによって汚染されたこと、または異なるメーカーの EVA と使用した際の化学反応によって引き起こされます。第一に、外観不良は顧客に受け入れられないこと、第二に、層間剥離を引き起こして部品の寿命を縮める可能性があることです。

——ガラス、シリコン、プロファイルのよくある質問

コーティングされたガラスの表面のフィルム層の脱落は不可逆的です。モジュール工場でのコーティングプロセスにより、通常モジュールの出力は 3% 増加しますが、発電所で 2 ～ 3 年間稼働すると、ガラス表面のフィルム層が剥がれ落ち、モジュールの出力が低下します。オフが不均一になると、モジュールのガラス透過率に影響を及ぼし、モジュールの出力が低下し、正方形全体の出力バーストに影響を及ぼします。発電所運転開始から数年間は、減衰率や日射量変動の誤差が大きくないため、このような減衰は一般に見られにくいが、膜除去を行わない発電所と比較すると、出力の差が大きくなる。世代はまだ見られます。

シリコーンの気泡は、主にシリコーン素材自体の気泡やエアガンのエア圧の不安定などが原因で発生します。隙間ができる主な原因は、スタッフの接着技術が標準的ではないことです。シリコンはモジュールのフレーム、バックプレーン、ガラスの間にある接着フィルムの層で、バックプレーンを空気から隔離します。シールがしっかりしていないとモジュールが直接剥がれてしまい、雨が降った際に雨水が浸入してしまいます。絶縁が不十分だと漏電が発生します。

モジュール フレームのプロファイルの変形も一般的な問題であり、これは通常、プロファイルの強度が不適格であることが原因で発生します。アルミニウム合金のフレーム素材の強度が低下すると、強風時に太陽光発電パネルアレイのフレームが脱落したり破れたりする直接的な原因となります。プロファイルの変形は一般に、技術的な変換中に指骨が移動するときに発生します。例えば、下図のような問題は、取り付け穴を使用した部品の組立・分解時に発生し、再取り付け時に絶縁不良が発生し、接地導通が同じ値に達しなくなります。

——接続ボックスの一般的な問題

接続箱での火災の発生率は非常に高くなります。原因としては、リード線がカードスロットにしっかりと固定されていないこと、リード線とジャンクションボックスのはんだ接合部が小さすぎて過大な抵抗により火災が発生すること、リード線が長すぎてカードスロットのプラスチック部品に接触できないことが挙げられます。ジャンクションボックス。長時間熱にさらされると火災などが発生する可能性があります。ジャンクションボックスが発火すると、部品が直接廃棄され、重大な火災を引き起こす可能性があります。

現在、一般的に高出力二重ガラス モジュールは 3 つのジャンクション ボックスに分割されており、より優れたものになります。また、接続箱も半密閉型と全密閉型に分かれます。焼けてしまっても修復できるものと修復できないものがあります。

運用とメンテナンスの過程で、接続箱内の接着剤の充填の問題も発生します。生産が真剣でない場合、接着剤が漏れ、作業員の作業方法が標準化されていない、または真剣でない場合、溶接の漏れが発生します。正しくない場合、治すのは困難です。1 年使用後にジャンクションボックスを開けると、接着剤 A が蒸発し、シールが十分ではないことがわかります。接着剤が無いと雨水や湿気が浸入し、接続部品が発火する恐れがあります。接続が悪いと抵抗が増加し、発火により部品が焼損する可能性があります。

ジャンクション ボックス内のワイヤの断線や MC4 ヘッドの脱落もよくある問題です。通常、ワイヤが所定の位置に配置されていないため、ワイヤが潰れたり、MC4 ヘッドの機械的接続がしっかりしなくなったりします。配線が損傷すると、機器の電源が落ちたり、漏電や接続による危険な事故が発生することがあります。, MC4ヘッドの接続を誤るとケーブルが発火しやすくなります。この種の問題は、現場での修復や修正が比較的簡単です。

部品の修理と今後の予定

上記のコンポーネントのさまざまな問題の中には、修復できるものもあります。部品を修理することで故障を迅速に解決し、発電ロスを減らし、元の材料を有効活用できます。このうち、ジャンクションボックス、MC4 コネクタ、ガラスシリカゲルなどの一部の簡単な修理は発電所の現場で実現可能であり、発電所の運転保守要員の数が少ないため、修理量はそれほど多くありません。サイズは大きいですが、配線の変更など、熟練し、パフォーマンスを理解している必要があります。切断プロセス中にバックプレーンに傷がついた場合、バックプレーンを交換する必要があり、修理全体がより複雑になります。

ただし、バッテリー、リボン、および EVA バックプレーンの問題は、環境、プロセス、および機器の制限により工場レベルで修理する必要があるため、現場で修理することはできません。修理工程のほとんどはクリーンな環境で行われるため、フレームを取り外し、バックプレーンを切り離し、高温で加熱して問題のあるセルを切り離し、最後に半田付けして修復する必要があります。この作業は、当社でのみ実現できます。工場のリワークワークショップ。

モバイル コンポーネント修理ステーションは、将来のコンポーネント修理のビジョンです。コンポーネントの能力と技術の向上により、将来的には高出力コンポーネントの問題は少なくなるでしょうが、初期のコンポーネントの問題は徐々に現れています。

現在、有能な運用保守関係者またはコンポーネント請負業者は、運用保守専門家にプロセス技術変革能力トレーニングを提供しています。大規模な地上発電所では、通常、修理場所を提供できる作業エリアと居住エリアがあり、基本的には小型のプレス機が備え付けられており、ほとんどの運転者や所有者にとって手頃な価格の範囲内です。そして、後の段階では、少数のセルで問題が発生したコンポーネントを直接交換して保管するのではなく、専門の従業員が修理を行うようになります。これは、太陽光発電所が比較的集中している地域で実現可能です。