Wetenschappers in Spanje hebben PV-modules getest onder gedeeltelijke schaduw, met als doel de vorming van prestatieschadelijke hotspots beter te begrijpen.Het onderzoek brengt een potentieel probleem aan het licht dat vooral halfcel- en bifaciale modules treft, wat een versneld prestatieverlies kan veroorzaken en niet wordt gedekt door de huidige test-/certificeringsnormen.
In het onderzoek werden zonnepanelen met opzet in de schaduw gezet om hotspots te veroorzaken.
Het doormidden snijden van siliciumcellen en ze in staat stellen elektriciteit op te wekken uit zonlicht dat beide kanten raakt, zijn twee innovaties die de mogelijkheid van een hogere energieopbrengst met weinig extra productiekosten met zich meebrachten.Als gevolg hiervan zijn beide de afgelopen jaren snel gegroeid en vertegenwoordigen ze nu de mainstream in de productie van zonnecellen en modules.
Nieuw onderzoek, dat tot de winnaars behoorde van een posterprijs op deEU PVSEC-conferentiedie vorige maand in Lissabon werd gehouden, heeft aangetoond dat de combinatie van halfgesneden en bifaciale celontwerpen onder bepaalde omstandigheden kan bijdragen aan hotspotvorming en prestatieproblemen.En de huidige testnormen, waarschuwden de auteurs van het onderzoek, zijn mogelijk niet uitgerust om modules te detecteren die kwetsbaar zijn voor dit soort degradatie.
De onderzoekers, onder leiding van het in Spanje gevestigde technische adviesbureau Enertis Applus, hebben delen van een PV-module afgedekt om het gedrag ervan onder gedeeltelijke schaduw te observeren.“We hebben shadowing gedwongen om een diepe duik te nemen in het gedrag van monofaciale en bifaciale halfcelmodules, met de nadruk op de vorming van hotspots en de temperaturen die deze spots bereiken”, legt Sergio Suárez, mondiaal technisch manager bij Enertis Applus, uit.“Interessant is dat we gespiegelde hotspots hebben geïdentificeerd die in de tegenovergestelde positie verschijnen ten opzichte van normale hotspots zonder duidelijke redenen, zoals schaduwvorming of breuken.”
Snellere degradatie
Uit het onderzoek blijkt dat het spanningsontwerp van halfcelmodules ertoe kan leiden dat hotspots zich buiten het gearceerde/beschadigde gebied verspreiden.“De halfcelmodules presenteerden een intrigerend scenario”, vervolgde Suárez.“Wanneer er een hotspot ontstaat, dwingt het inherente spanningsparallelle ontwerp van de module andere onaangetaste gebieden ertoe om ook hotspots te ontwikkelen.Dit gedrag zou kunnen duiden op een potentieel snellere degradatie in halfcelmodules als gevolg van het verschijnen van deze vermenigvuldigde hotspots.”
Het effect bleek ook vooral sterk te zijn bij bifaciale modules, die hotspottemperaturen bereikten die tot 10 C hoger waren dan de enkelzijdige modules in het onderzoek.De modules werden gedurende een periode van 30 dagen getest onder omstandigheden met hoge instraling, bij zowel bewolkte als heldere luchten.Het onderzoek zal binnenkort volledig worden gepubliceerd, als onderdeel van de verslagen van het EU PVSEC-evenement van 2023.
Volgens de onderzoekers onthullen deze resultaten een route naar prestatieverlies die niet goed wordt gedekt door de testnormen voor modules.
“Een enkele hotspot aan de onderkant van de module zou meerdere hotspots aan de bovenkant kunnen veroorzaken, die, als ze niet worden aangepakt, de algehele degradatie van de module door hogere temperaturen zouden kunnen versnellen”, zegt Suárez.Hij merkte verder op dat dit extra belang zou kunnen hechten aan onderhoudsactiviteiten zoals het reinigen van modules, maar ook aan de systeemindeling en windkoeling.Maar het vroegtijdig opsporen van het probleem verdient de voorkeur boven dit, en vereist nieuwe stappen in het testen en kwaliteitsborging in de productiefase.
“Onze bevindingen benadrukken de noodzaak en de mogelijkheid om de standaarden voor halfcel- en bifaciale technologieën opnieuw te evalueren en mogelijk bij te werken”, aldus Suárez.“Het is essentieel om rekening te houden met thermografie, specifieke thermische patronen voor halfcellen te introduceren en de normalisatie van thermische gradiënten aan te passen aan standaard testomstandigheden (STC) voor bifaciale modules.”
Posttijd: 17 oktober 2023