التشققات في الخلايا الفوتوفولتية ومضاعفاتها وطرق الوقاية منها

مشاركة



 


 


 


حيدر حرز يوسف


استشاري في مجال الطاقة – العراق


 


إن من أهم المشاكل المحتمل حدوثها في الألواح الشمسية، وحتى المشتراة حديثا، هي الشقوق الصغيرة، فقد تكون لديك مثل هذه العيوب السيئة من اليوم الأول بدون الشعور بها ولا تميزها العين البشرية، وغالبًا ما تتطور هذه الشقوق الصغيرة للوحة الشمسية إلى مشكلات ومضاعفات أكبر، وللتعمق بهذا الموضوع ، يجب أن نفهم الأسباب التي تؤدي الى تكوين هذه الشقوق الصغيرة في اللوحة الشمسية.


وتعتبر كسور الخلايا مشكلة شائعة تواجهها الشركات المصنعة للوحات الشمسية ومستخدميها على حد سواء، قبل وبعد التثبيت. إن تطبيق وفهم الوقاية منها وعلى جميع المستويات هو أفضل وسيلة لتفادي العلاج.


إن إمكانية حدوث التشققات الصغيره في ثلاث مراحل:



  • أثناء التصنيع (عيوب تصنيعيه)

  • أثناء النقل والتثبيت

  • اثناء تواجدها في بيئتها (الظروف التشغيلية)


عيوب تصنيعية


تتعرض الخلايا اثناء العمليات التصنيعية الى التكسر وهذا وارد جدا، وهنالك عدة طرق لاختبار الجودة حيث يمكن للمرء استخدامها لتحديد الشقوق الصغيرة. ومن أبرزها اختبار الإلكتروليت EL ، ويمكن أن يكتشف اختبار EL العيوب الخفية التي لم تكتشفها طرق الاختبار الأخرى، مثل التصوير بالأشعة تحت الحمراء مع الكاميرات الحرارية، واختبار الفلاش ، وخاصية  V-A.


من الناحية المثالية ، يتم إجراء اختبار EL مرة واحدة قبل التصفيح لتحديد الخلايا الشمسية المعيبة واستبدالها، ويتكرر أيضًا بعد التصفيح الدقيق. وقد يكون هذا الإجراء مستغرقًا للوقت، ويتطلب موارد واسعة لا يرغب بعض مصنعي الخلايا الكهروضوئية القيام بها ، لكن من الضروري إنتاج ألواح شمسية عالية الجودة.


 


النقل / التثبيت 


 


تتعرض الالواح والخلايا للتشققات  كلما اخترت شركة عديمة الخبرة بسبب التكلفة الرخيصة، كذلك اختيارك نوعية من الألواح من شركات ليست معروفة بهذا المجال من اجل التكلفة المنخفضة، والتي تمتلك الحد الأدنى من الحماية تجاه الوقاية من كسور الإجهاد، وعليه فإنه يجب ان نتجنب القوة والمتانة من أجل اسعار رخيصة.


لا توجد أي طريقة تقريبًا لتحديد الشقوق الصغيرة للوحة الشمسية عند وصول الألواح الشمسية إلى الموقع، وفي هذه هي المرحلة الحاسمة، وان الوقاية هي اختيار شركات عريقة ومعروفة بهذا المجال.


 


الظروف التشغيلية


 


العوامل الطبيعية (الميكانيكية والكيميائية) التي تحيط بظروف تشغيل الألواح، في مناطق مثل الثلج والبرد الشديد والرياح والشمس، سوف تسبب تشققات صغيرة في الألواح. يمكن أن تعزى عوامل الإجهاد الأخرى إلى الدورة الحرارية للخلايا التي تتضمن توسيع، وتقلص، وامتداد الاتصالات المعدنية، وتوصيلات الأسلاك.


تقنيات البناء المتقدمة التي تنفذها الشركات المصنعة المختارة يمكن أن تساعد في منع الشقوق الصغيرة للوحة الشمسية التي تحدث من العوامل البيئية.


 


الاضرار المحتملة 


 


على الرغم من أنه يكاد يكون من المستحيل تجنب الشقوق الصغيرة على المدى الطويل، إلا أن آثارها الجانبية المحتملة يمكن أن تؤدي إلى مشكلة خطيرة إذا لم يتم معالجتها في أقرب وقت ممكن.


 


حدوث تصدعات بسيطة


 


التصدعات البسيطة بالعاده تكون مؤثرة على الكفاءة وتحدث بسبب القوى الميكانيكية أو الإجهاد الحراري  في عملية الإنتاج و تحدث التصدعات البسيطة في الغالب أثناء تصفيح اللوحة، خاصةً عند استخدام أفلام EVA  مع نفاذية رطوبة ضعيفة.


وفي هذه الحالة، حتى الرطوبة الخفيفة لا يمكن أن تتبخر بسهولة، مما يشكل تحديًا في المناطق والبيئات الساخنة حيث تمر الرطوبة عبر الشقوق الصغيرة الموجودة في مقدمة الرقاقة، ثم تتبع أكسدة الأصابع الملامسة.


 


مقاومة كهربائيه عالية


 


تؤدي التشققات الصغيرة الى ارتفاع المقاومة الكهربائية  للخلية، ومسار الكهرباء يتبع مسار أقل مقاومة، وهذا يعني  ان أقسام الخلايا المكسورة، تجبر الالكترونات على استخدام مسارات بديلة (مزدحمة)، تمامًا مثل الطريق السريع المزدحم. حيث أنه عندما تكون الشمس مشرقة في الوقت الأمثل من اليوم التي هي ساعة الذروة للإلكترونات، تحتاج إلى تشكيل من الألواح الشمسية مثل مدينة بها نظام نقل فعال لتحقيق أقصى إنتاج للطاقة وهذا لا يتوفر عند تواجد الشقوق .


 


الاندثار وقصر عمر الخلية


 


إذا لم يتم اكتشافها ، فإن تشققات الألواح الشمسية الصغيرة ستؤدي إلى عمر أقل وسيؤثر انخفاض العمر على عائد حسابات الاستثمار والأداء الكلي، والقيام بعمليات الاستبدال السابق لأوانه، غالبًا ما يكون استبدال اللوحات الفردية المتأثرة خيارًا بسبب التغيرات في الخصائص الكهربائية مع مرور الوقت.


 


مسارات حلزونية


 


قد تظهر التشققات الصغيرة مرئية على اللوحة في شكل ما يسمى بمسارات الحلزون. ومع ذلك، يتعين على المرء أن يلاحظ أن مسارات الحلزون هي علامة على وجود تأثير طويل الأجل ناتج عن عملية كيميائية تؤدي إلى حدوث تغييرات على سطح الخلية.


 







مقالات ذات صلة