TEST PANNELLI FOTOVOLTAICI
A cosa servono termografia, elettroluminescenza e curve I-V
A cosa servono termografia, elettroluminescenza e curve I-V
In un impianto fotovoltaico, che è un insieme di componenti come cablaggi e dispositivi elettronici, i pannelli fotovoltaici ricoprono forse il ruolo più importante. Sono l’elemento dell’impianto che più viene sottoposto a stress poiché, ovviamente, sono esposti a tutte le condizioni meteorologiche del posto in cui vengono installati.
Nonostante siano costruiti per sopportare innumerevoli sollecitazioni, i pannelli fotovoltaici sono spesso afflitti da guasti o anomalie che ne riducono (o addirittura ne annullano) le prestazioni.
Nella nostra professione abbiamo identificato una serie di guasti che più frequentemente si manifestano sui pannelli fotovoltaici.
Si possono distinguere due diverse tipologie di guasto: quello meccanico e quello elettrico.
La causa più comune di guasto di tipo meccanico sui pannelli fotovoltaici è il camminamento sulla superficie dei moduli. Spesso chi esegue l’installazione, la pulizia o il controllo dei pannelli fotovoltaici non si preoccupa di evitare di camminare sui moduli. Essi sono resistenti, è vero, ma difficilmente possono sopportare il peso di una persona adulta, soprattutto se posizionata al centro del pannello.
Noi di KRK cerchiamo sempre di evitare di posizionarci sui moduli fotovoltaici, e quando non possiamo evitarlo ci premuriamo di muoverci (con estrema attenzione) sulle cornici così da ridurre al minimo il rischio di cricche all’interno delle celle.
Gli effetti visivi di questi camminamenti sono difficili da osservare ad occhio nudo. Spesso si presentano sotto forma di microcricche visibili (indirettamente) tramite ispezione termografica o (direttamente) con analisi dell’elettroluminescenza.
Un altro motivo per cui spesso troviamo pannelli guasti è la dilatazione termica delle strutture che in alcuni casi può comprimere celle e vetro dei pannelli così da causarne la rottura. In questo caso l’effetto visivo sui pannelli è molto evidente e ciò rende più facile l’individuazione e quindi la sostituzione.
Se per i guasti di tipo meccanico esiste la possibilità di rilevamento ad “occhio nudo”, per guasti causati da cause elettriche è necessario utilizzare strumenti specifici.
Tra i motivi più comuni di guasti elettrici troviamo il danneggiamento causato da eccessivo surriscaldamento delle celle. Di solito questo guasto viene ricondotto ad ombre persistenti o a difetti di fabbrica dei pannelli.
Un altro guasto molto comune è quello ai diodi di bypass. Solitamente ogni pannello ha installato nella junction box tre diodi di bypass, i quali servono ad evitare le correnti inverse. Questi componenti possono guastarsi e quando succede causano una forte diminuzione della resa della stringa. In molti casi i diodi di bypass sono essere sostituiti in modo da non dover rimpiazzare l’intero pannello fotovoltaico.
Altri problemi elettrici possono essere quelli causati da effetto PID (Potential Induced Reduction) che è un fenomeno di tipo generativo che riduce gradualmente la resa dei pannelli fotovoltaici fino a circa il 50%. Esso è causato da eccessi di temperatura ed umidità e se non viene risolto in tempo può irreversibilmente danneggiare i moduli
Eseguire dei test sui pannelli fotovoltaici è utile per rimediare a possibili effetti di perdita di resa.
Noi di KRK utilizziamo diversi strumenti per l’analisi dei pannelli. Il nostro approccio all’analisi dei pannelli è di tipo graduale.
Innanzitutto cominciamo con l’analisi dei dati forniti dai sistemi di monitoraggio per impianti fotovoltaici. In questo modo riusciamo ad identificare le eventuali aree critiche (pannelli, stringhe, inverter) all’interno dell’impianto così da ridurre tempi e costi per i nostri clienti.
Successivamente procediamo all'analisi termografica dei pannelli. La maggior parte delle anomalie sui pannelli possono essere ricondotte a celle surriscaldate. E’ importante che chi esegua l’ispezione termografica sappia interpretare le immagine restituite dallo strumento in modo da evitare falsi allarmi che potrebbero allungare di molto i tempi delle analisi
Il test delle caratteristiche I-V è il successivo passaggio per l’individuazione dei problemi.
Questa prova è la più concreta in fatto di valutazione delle reali perdite dell’impianto. Gli strumenti che KRK Energy Service utilizza per l’analisi delle curve I-V fornisce la simulazione della resa nominale (ovvero quella dichiarata dal produttore) dei pannelli/stringhe confrontata con quella reale.
In questo modo possiamo sapere quanto il pannello sta perdendo rispetto. Se i pannelli fossero afflitti da effetto PID, i nostri strumenti sarebbero subito in grado di rilevarlo poiché l’andamento delle curve I-V di un pannello con questo difetto ha un andamento caratteristico che tecnici specializzati sono in grado di rilevare velocemente.
L’ultimo dei nostri test su pannelli fotovoltaici è l’elettroluminescenza.
Questo particolare test mostra una “lastra” del pannello fotovoltaico. In pratica mette in evidenza come gli elettroni lavorano all’interno delle celle fotovoltaiche, evidenziano immediatamente le celle che non sono completamente funzionanti.
Il test di elettroluminescenza è molto utile per evidenziare le microcricche e i problemi di saldatura e consistenza dei ribbon. Molto spesso viene utilizzato come prova per le procedure di reso in garanzia dei pannelli fotovoltaici.
Per effettuare questo tipo di test, KRK Energy Service ha a disposizione un'area laboratorio attrezzata nella quale effettuiamo test di elettroluminescenza e ripristino di pannelli affetti da PID.
Questi test sui pannelli fotovoltaici sono solo una parte di tutte le attività che un manutentore di impianti fotovoltaici effettua durante l’anno.
KRK Energy Service è tra i pochissimi O&M fotovoltaici che ha al suo interno tutte le competenze per svolgere in completa autonomia tutti i test necessari per verificare il reale stato dell’impianto fotovoltaico.