Moduł fotowoltaiczny inaczej nazywany jest również baterią słoneczną albo panelem fotowoltaicznym. Jest to urządzenie służące do bezpośredniej zamiany energii promieniowania słonecznego na energię elektryczną. Zbudowany jest z połączonych ogniw fotowoltaicznych. Są one odpowiednio zabezpieczone i umieszczone w obudowie. Zasadniczo moduły można podzielić na dwa rodzaje: klasyczne, czyli zbudowane z krzemu i posiadające aluminiową ramkę oraz cienkowarstwowe, czyli zbudowane z ogniw cienkowarstwowych, często pozbawione ramki.
Sprawność modułu fotowoltaicznego
Sprawność modułu PV to stosunek ilości wyprodukowanej energii do ilości energii promieniowania słonecznego padająca na panel. Sprawność modułu fotowoltaicznego zmienia się wraz z natężeniem promieniowania słonecznego. Producenci wartość nominalną sprawności podają zawsze przy 1 000 W/m², przy czym najbardziej popularne moduły z krzemu krystalicznego mają najwyższą sprawność w przedziale 600–800 W/m². W tym zakresie osiągana sprawność jest nieco wyższa od nominalnej. Z kolei każdy typ modułów PV traci sprawność przy bardzo niskim natężeniu promieniowania słonecznego rzędu 100–300 W/m². Stosowane przez nas moduły charakteryzują się bardzo niskim spadkiem sprawności przy niskim natężeniu promieniowania słonecznego.
Dodatnia tolerancja
Każdy producent podaje moc modułu fotowoltaicznego z pewną tolerancją, czyli w pewnym zakresie. Co w praktyce oznacza, że moduł PV trafiający do klienta może mieć moc nieco wyższą lub niższą od tej z karty katalogowej. Stosowane przez nas moduły renomowanych producentów stosują jedynie tzw. dodatnią tolerancję. Jest to przypadek, w którym producent podaje jako moc nominalną najniższą możliwą wartość. Na etapie sortowania modułów do danego typoszeregu mocy zaliczane są jedynie urządzenia, których moc nie jest mniejsza od nominalnej. Dodatnia tolerancja ma dwa praktyczne znaczenia. Po pierwsze świadczy o wysokiej jakości produktu, wysokiej klasie użytych ogniw i precyzyjnym ich łączeniu w moduł. Po drugie daje gwarancję odpowiednich uzysków energii z instalacji. Należy mieć na uwadze, że nawet jeden moduł o niższej mocy może wpłynąć na spadek uzysków energii z całej instalacji ze względu na łączenie większości modułów w szeregi.
Gwarancja mocy oraz LID
Każdy moduł fotowoltaiczny traci wydajność wraz z wiekiem. Średnia utrata mocy wynosi od 0,7% do 1% rocznie. W przypadku bardzo słabej jakości produktów utrata mocy może być większa niż 1% rocznie. Dodatkowo każdy moduł z krzemu krystalicznego w pierwszych 6–24 godzinach pracy traci od 2 do 5 procent swojej mocy nominalnej, jest to zjawisko szybkiej, lecz krótkotrwałej degradacji pod wpływem promieniowania słonecznego tzw. LID (Light Induced Degradation). Zjawisko spowodowane jest zanieczyszczeniem krzemu atomami tlenu, który wiąże wprowadzony do płytek krzemowych bor. Z tego powodu stosowane przez nas moduły PV posiadają bardzo niski lid oraz niski współczynnik rocznej utraty mocy. Niezależnie od typu modułu fotowoltaicznego standardowa gwarancja na moc zakłada do 5% utraty mocy nominalnej w pierwszym roku pracy, do 10% utraty mocy nominalnej w pierwszych 10 latach i do 20% utraty mocy nominalnej po 25 latach pracy. Najlepsi producenci modułów udzielają liniowej gwarancji mocy z niskim rocznym współczynnikiem spadku. Niska utrata mocy świadczy o jakości zastosowanych komponentów.
Certyfikaty i normy
Poza parametrami podanymi w poprzednim rozdziale, o jakości modułów świadczą posiadane certyfikaty zgodności z odpowiednimi normami. Zgodność urządzeń z poniżej wymienionymi normami należy wykazać poprzez przedstawienie niezbędnych dokumentów między innymi do zakładu energetycznego, celem uzyskania warunków przyłączenia lub zgłoszenia instalacji.
NORMY OBLIGATORYJNE
- 61730-1:2007 Ocena bezpieczeństwa modułu fotowoltaicznego (PV)
- 61215:2005 Moduły fotowoltaiczne (PV) z krzemu krystalicznego do zastosowań naziemnych. Kwalifikacja konstrukcji i aprobata typu
- 61646:2008 Cienkowarstwowe naziemne moduły fotowoltaiczne (PV)
NORMY ZALECANE ( w zależności od charakterystyki instalacji)
- PN-EN 61701:2012 Testowanie modułów w korozyjnym środowisku mgły solnej (dla instalacji lokalizowanych np. blisko wybrzeża)
- PN-EN 62716:2014-02 Badanie korozji w atmosferze amoniaku (dla instalacji lokalizowanych np. przy oczyszczalniach ścieków, składowiskach odpadów)
- 62804-1:2015 Testowanie modułów fotowoltaicznych w celu wykrycia degradacji indukowanym napięciem
Dlaczego nie warto wybierać najtańszych modułów PV?
Tanie moduły PV wykonywane są z niskiej jakości komponentów co przekłada się na niższe uzyski energii ale także na niską wydajność instalacji PV. Oto niektóre przykłady skutków montażu niskiej klasy modułów PV. Aby uniknąć podobnych problemów w naszych instalacjach zawsze oferujemy klientom pomiary termowizyjne oraz pomiary wydajności.
Przepalone na wylot ogniw PV w module fotowoltaicznym jest skutkiem mikropęknięć powstałych w ogniwie na skutek nienależytej produkcji, transportu bądź montażu. Wykrycie defektów w ogniwach jest możliwe poprzez wykonanie badania kamerą termowizyjną.
Zżółknienie modułu PV w rzeczywistości jest skutkiem pożółknienia foli EVA, która chroni ogniwa z góry i dołu. Po zalaminowaniu ogniwa osłonięte warstwą EVA są szczelnie odizolowane od warunków atmosferycznych, co gwarantuje im długowieczną pracę przy niskim wskaźniku utraty mocy. Główne zadanie warstwy EVA to izolacja elektryczna i mechaniczna ogniw, ochrona przed warunkami atmosferycznymi (np. działaniem wilgoci), zabezpieczenie ogniw przed przesuwaniem się pod osłaniającą moduł szybą. Zżółknięcie obszarów wokół ogniw to nie tylko problem estetyki modułu, lecz także spadku wydajności. Jak wykazały badania prowadzone między innymi przez NREL (National Renewable Energy Laboratory) w USA żółknięcie przyczynia się do utraty mocy rzędu 5–10%. Zbrązowienie może spowodować spadek wydajności nawet o 40–50%.
Stopiona puszka połączeniowa jest wynikiem nieprawidłowej pracy która skutkuje nadmiernym nagrzewaniem się się diod obejściowych. Nieprawidłowe działanie diod obejściowych można wykryć przeprowadzając badanie krzywych prądowo – napięciowych.
(Informacje pochodzą od firmy SOLGEN.PL)
