本篇文章1132字,读完约3分钟
> 太阳能电池板安装后,挑战才刚刚开始。太阳能电池板上的小裂缝、热点和发黄都会导致太阳能发电减少,甚至有短路或火灾的危险。然而,太阳能电池板的小缺陷会对发电产生多大的影响?
一般来说,晶体硅太阳能电池的厚度约为200微米,但并不十分柔软,因此有时会因运输、安装碰撞或维护不当而损坏,导致小裂缝,肉眼基本看不到这些裂缝,如果设备没有检测到,这些裂缝可能会被忽略。
然而,太阳能系统不仅仅是一个电池。太阳能电池将太阳光转化为直流电,然后通过逆变器转化为交流电,最后它们可以连接到馈线或供个人使用。事实上,它们连接各种电力传输和分配设备和电路。如果不定期检查太阳能电池板,或者忽略太阳能电池板上的小伤口,除了减少发电外,还可能导致短路或火灾。
美国主要零售工厂沃尔玛于2019年8月20日向纽约最高法院提起诉讼,称在2012年至2018年期间,至少有7家沃尔玛商店的屋顶因特斯拉太阳能电池板起火。沃尔玛当时指出,特斯拉派出的维修人员缺乏基本的太阳能培训和知识,未能正确安装太阳能和储能系统,太阳能电池板有很多可见的缺陷,但在火灾发生前未能及时发现并修复。
然而,太阳能电池板的微小裂缝对发电有多有害?英国哈德斯菲尔德大学的科学家决定开始研究太阳能电池板上“微裂纹”的影响。
他们在25摄氏度、每平方米1000瓦的实验室环境中分析了多达4000个多晶太阳能电池,并通过电子背散射衍射(EBSD)技术分析了晶体材料。闪烁计数器检测器(everhart thornley)用于检测太阳能电池板产生的电压和电流。最后发现,如果太阳能电池板上有50微米至4毫米的裂纹,将会造成0.9%~42.8%的功率损失。
本研究主要分析两种主要缺陷,即前粗线(母线,即母线线和栅线)和细线(指,也称为细栅线)线缺陷,以及后接触缺陷。科学家发现表面的粗线和细线对太阳能发电最有害,平均功率损失为25%。太阳能电池或粗线上的微裂纹将导致平均9.01%的功率损失,而细线和背面触点上的微裂纹分别为7.59%和1.48%。
与此同时,科学家还发现裂缝也是太阳能电池板温度异常的主要原因之一。热量会在太阳能电池的裂缝处向外扩散,因为裂缝会导致电流无法通过,甚至会导致严重的局部坏死。最后,电流会集中在其他地方,导致太阳能电池板的温度上升。
英国研究小组表示,太阳能电池的温度最终会上升7.6摄氏度以上,这也是永久热点的主要原因。目前,这项研究已经发表在《科学日报》上,并且这项研究已经反复证明了太阳能电池板检测的重要性。目前,大多数太阳能发电厂使用红外热像仪来检测每个太阳能电池的温度。然而,如果只是一个简单的裂缝,局部高温并没有发生,不能通过红外探测。因此,出厂前以及安装和验收期间的抽查非常重要。