——Problèmes courants de batterie
Les fissures en réseau à la surface du module s'expliquent par des forces externes exercées sur les cellules lors du soudage ou de la manipulation, ou par une exposition soudaine à des températures élevées à basse température sans préchauffage, ce qui entraîne des fissures. Ces fissures en réseau affectent l'atténuation de puissance du module et, à long terme, la présence de débris et de points chauds affecte directement ses performances.
Les problèmes de qualité liés aux fissures en réseau à la surface de la cellule nécessitent une inspection manuelle. Une fois ces fissures apparues, elles se développeront à grande échelle dans trois ou quatre ans. Les fissures réticulaires étaient difficiles à voir à l'œil nu les trois premières années. Aujourd'hui, les images des points chauds sont généralement prises par drone, et la mesure EL des composants présentant des points chauds révèle que les fissures sont déjà présentes.
Les éclats de cellules sont généralement causés par une mauvaise opération de soudage, une mauvaise manipulation du personnel ou une défaillance du lamineur. Une défaillance partielle des éclats, une atténuation de puissance ou la défaillance complète d'une seule cellule affectera l'atténuation de puissance du module.
La plupart des usines de modules utilisent désormais des modules haute puissance semi-découpés, dont le taux de casse est généralement plus élevé. Actuellement, cinq grandes et quatre petites entreprises exigent que de telles fissures soient exclues et testent les composants EL à différents niveaux. Premièrement, l'image EL est testée après la livraison de l'usine de modules au site afin de s'assurer de l'absence de fissures cachées pendant la livraison et le transport ; deuxièmement, l'image EL est mesurée après l'installation afin de s'assurer de l'absence de fissures cachées pendant l'installation technique.
Généralement, les cellules de faible qualité sont mélangées à des composants de haute qualité (mélange de matières premières et de matériaux), ce qui peut facilement affecter la puissance globale des composants, qui peut diminuer considérablement en peu de temps. Des zones de puce inefficaces peuvent créer des points chauds, voire brûler des composants.
Étant donné que l'usine de modules divise généralement les cellules en 100 ou 200 cellules selon le niveau de puissance, elle n'effectue pas de tests de puissance sur chaque cellule, mais des contrôles ponctuels, ce qui entraînera de tels problèmes sur la chaîne de montage automatique des cellules de faible qualité. . Actuellement, le profil mixte des cellules peut généralement être évalué par imagerie infrarouge, mais une analyse EL plus approfondie est nécessaire pour déterminer si l'image infrarouge est causée par un profil mixte, des fissures cachées ou d'autres facteurs de blocage.
Les éclairs sont généralement causés par des fissures dans la feuille de la batterie, ou par l'action combinée de la pâte d'argent de l'électrode négative, de l'EVA, de la vapeur d'eau, de l'air et de la lumière du soleil. L'inadéquation entre l'EVA et la pâte d'argent, ainsi que la forte perméabilité à l'eau de la feuille arrière, peuvent également provoquer des éclairs. La chaleur générée par l'éclair augmente, et la dilatation et la contraction thermiques provoquent des fissures dans la feuille de la batterie, ce qui peut facilement provoquer des points chauds sur le module, accélérer sa dégradation et affecter ses performances électriques. Des cas réels ont montré que, même lorsque la centrale n'est pas sous tension, de nombreux éclairs apparaissent sur les composants après quatre ans d'exposition au soleil. Bien que l'erreur de puissance de test soit très faible, l'image EL sera tout de même bien plus mauvaise.
De nombreuses causes peuvent entraîner des PID et des points chauds, notamment le blocage par des corps étrangers, des fissures cachées dans les cellules, des défauts de cellules, ainsi qu'une corrosion et une dégradation importantes des modules photovoltaïques causées par les méthodes de mise à la terre des onduleurs photovoltaïques dans des environnements humides et à haute température. Ces dernières années, avec l'évolution et les progrès de la technologie des modules de batterie, les phénomènes PID sont devenus rares. Cependant, les centrales électriques des premières années ne pouvaient garantir l'absence de PID. La réparation d'un PID nécessite une transformation technique globale, non seulement des composants eux-mêmes, mais aussi de l'onduleur.
- Foire aux questions sur les rubans de soudure, les barres omnibus et les flux
Une température de soudure trop basse, un flux appliqué en trop faible quantité ou une vitesse trop élevée peuvent entraîner des soudures erronées. Une température de soudure trop élevée ou un temps de soudure trop long peuvent entraîner des soudures excessives. Les soudures erronées et excessives sont plus fréquentes sur les composants produits entre 2010 et 2015, principalement en raison du passage des équipements de chaîne de montage des usines chinoises, importés de l'étranger, à la production locale, et de la baisse des normes de fabrication, ce qui a entraîné une baisse de la qualité des composants produits.
Une soudure insuffisante entraînera une délamination du ruban et de la cellule dans un court laps de temps, affectant l'atténuation de puissance ou la défaillance du module ; une soudure excessive endommagera les électrodes internes de la cellule, affectant directement l'atténuation de puissance du module, réduisant la durée de vie du module ou provoquant des rebuts.
Les modules produits avant 2015 présentent souvent un important décalage du ruban, généralement dû à un positionnement anormal de la machine à souder. Ce décalage réduit le contact entre le ruban et la batterie, provoque un délaminage ou affecte l'atténuation de puissance. De plus, une température trop élevée entraîne une rigidité à la flexion excessive du ruban, ce qui provoque une flexion de la feuille de batterie après le soudage, entraînant des fragments de puces. Avec l'augmentation du nombre de lignes de grille des cellules, la largeur du ruban devient de plus en plus étroite, ce qui exige une précision accrue de la machine à souder et réduit la déviation du ruban.
La surface de contact entre la barre omnibus et la bande de soudure est faible, ou la résistance de la soudure virtuelle augmente, ce qui risque de provoquer la brûlure des composants. Ces derniers sont fortement affaiblis en peu de temps et, après une utilisation prolongée, ils finiront par griller, ce qui entraînera leur mise au rebut. Il n'existe actuellement aucun moyen efficace de prévenir ce type de problème à un stade précoce, car il n'existe aucun moyen pratique de mesurer la résistance entre la barre omnibus et la bande de soudure côté application. Les composants de remplacement ne doivent être retirés que lorsque des surfaces brûlées sont visibles.
Si la machine à souder ajuste trop la quantité de flux injecté ou si le personnel applique une quantité excessive de flux lors des retouches, cela provoquera un jaunissement du bord de la ligne de grille principale, ce qui affectera le délaminage de l'EVA à cet endroit. Après une utilisation prolongée, des points noirs en forme d'éclair apparaîtront, affectant les composants. La puissance diminuera, réduisant la durée de vie des composants ou entraînant leur mise au rebut.
——Foire aux questions sur l'EVA/Backplane
Les causes du délaminage de l'EVA sont notamment un degré de réticulation insuffisant, la présence de corps étrangers à la surface des matières premières telles que l'EVA, le verre et la feuille arrière, ainsi que la composition irrégulière des matières premières EVA (comme l'éthylène et l'acétate de vinyle) qui ne peuvent être dissoutes à température normale. Une petite zone de délaminage peut entraîner une panne de courant élevée du module, tandis qu'une zone importante peut entraîner directement la défaillance et la mise au rebut du module. Une fois le délaminage de l'EVA terminé, il est irréparable.
Le délaminage de l'EVA est devenu courant dans les composants ces dernières années. Afin de réduire les coûts, certaines entreprises ont opté pour un degré de réticulation insuffisant de l'EVA, réduisant ainsi son épaisseur de 0,5 mm à 0,3, voire 0,2 mm.
La formation de bulles d'EVA est généralement due à un temps d'aspiration trop court de la plastifieuse, à une température trop basse ou trop élevée, ce qui entraîne l'apparition de bulles, ou encore à un intérieur impur et à la présence de corps étrangers. Les bulles d'air dans les composants peuvent perturber le délaminage de la face arrière de l'EVA, ce qui peut entraîner une mise au rebut. Ce type de problème survient généralement lors de la production des composants et peut être résolu s'il s'agit d'une petite zone.
Le jaunissement des bandes isolantes en EVA est généralement dû à une exposition prolongée à l'air, à une contamination de l'EVA par des flux, de l'alcool, etc., ou encore à des réactions chimiques lors de son utilisation avec d'autres EVA de différents fabricants. D'une part, un aspect délavé est mal perçu par les clients et, d'autre part, il peut provoquer un délaminage, réduisant ainsi la durée de vie des composants.
——FAQ sur le verre, le silicone, les profilés
La perte de la couche de film à la surface du verre revêtu est irréversible. Le processus de revêtement en usine permet généralement d'augmenter la puissance du module de 3 %, mais après deux à trois ans de fonctionnement en centrale, la couche de film se détache de manière irrégulière, ce qui affecte la transmittance du verre, réduit sa puissance et affecte l'ensemble des pics de puissance. Ce type d'atténuation est généralement difficile à observer au cours des premières années d'exploitation de la centrale, car l'erreur de taux d'atténuation et de fluctuation du rayonnement est faible. Cependant, si l'on compare la production d'énergie avec une centrale sans retrait de film, la différence est toujours perceptible.
Les bulles de silicone sont principalement dues à la présence de bulles d'air dans le silicone d'origine ou à une pression d'air instable du pistolet à air comprimé. La principale raison de ces espaces est une technique de collage non standard. Le silicone est une couche adhésive entre le cadre du module, le fond de panier et le verre, isolant le fond de panier de l'air. Un joint mal étanche peut provoquer un décollement direct du module et l'infiltration d'eau de pluie. Une isolation insuffisante peut entraîner des fuites.
La déformation du profil du cadre du module est également un problème courant, généralement dû à une résistance insuffisante du profil. La résistance du cadre en alliage d'aluminium diminue, ce qui entraîne la chute ou la rupture du cadre du panneau photovoltaïque en cas de vents violents. La déformation du profil se produit généralement lors du déplacement de la phalange lors d'une transformation technique. Par exemple, le problème illustré dans la figure ci-dessous survient lors du montage et du démontage de composants à l'aide de trous de fixation. L'isolation se rompt lors de la réinstallation et la continuité de la mise à la terre ne peut pas être rétablie.
——Problèmes courants liés aux boîtes de jonction
Le risque d'incendie dans la boîte de jonction est très élevé. Cela s'explique notamment par un mauvais serrage du fil conducteur dans le logement de la carte, une résistance excessive du fil conducteur et de la soudure de la boîte de jonction, qui sont trop petits pour provoquer un incendie, et une longueur du fil conducteur trop importante pour entrer en contact avec les pièces en plastique de la boîte de jonction. Une exposition prolongée à la chaleur peut provoquer un incendie. Si la boîte de jonction prend feu, les composants seront mis au rebut, ce qui peut provoquer un incendie grave.
Désormais, les modules double vitrage haute puissance sont généralement divisés en trois boîtes de jonction, ce qui est plus avantageux. De plus, la boîte de jonction est également divisée en deux versions : semi-fermée et entièrement fermée. Certains modules sont réparables après un incendie, tandis que d'autres ne le sont pas.
Lors de l'exploitation et de la maintenance, des problèmes de remplissage de colle peuvent également survenir dans la boîte de jonction. Si la production n'est pas effectuée avec soin, la colle fuira. Les méthodes d'exploitation du personnel ne sont pas normalisées ou peu rigoureuses, ce qui entraînera une fuite de soudure. Si elles ne sont pas correctes, la réparation sera difficile. Après un an d'utilisation, il se peut que la colle A se soit évaporée et que l'étanchéité soit insuffisante. Sans colle, l'eau de pluie ou l'humidité s'infiltreront, ce qui provoquera un incendie des composants connectés. Si la connexion est défectueuse, la résistance augmentera et les composants brûleront.
La rupture de fils dans la boîte de jonction et la chute de la tête MC4 sont également des problèmes fréquents. Généralement, les fils ne sont pas placés à la position prévue, ce qui entraîne un écrasement ou une mauvaise connexion mécanique de la tête MC4. Des fils endommagés peuvent entraîner une panne de courant des composants ou des accidents dangereux liés à une fuite électrique ou à une connexion. Une mauvaise connexion de la tête MC4 peut facilement provoquer un incendie du câble. Ce type de problème est relativement facile à réparer et à corriger sur site.
Réparation des composants et projets futurs
Parmi les différents problèmes rencontrés sur les composants mentionnés ci-dessus, certains peuvent être réparés. La réparation des composants permet de résoudre rapidement le problème, de réduire les pertes de production d'énergie et d'utiliser efficacement les matériaux d'origine. Parmi ces réparations, certaines réparations simples, telles que les boîtes de jonction, les connecteurs MC4, le gel de silice, etc., peuvent être réalisées sur site à la centrale. Le personnel d'exploitation et de maintenance étant peu nombreux, le volume de réparation est limité. Cependant, ces personnes doivent être compétentes et comprendre les performances, comme le changement de câblage. Si la carte mère est rayée lors de la découpe, elle doit être remplacée, ce qui complique la réparation.
Cependant, les problèmes de batteries, de rubans et de fonds de panier EVA ne peuvent être réparés sur site, car ils doivent être réparés en usine en raison des contraintes environnementales, de processus et d'équipement. La plupart des réparations devant être effectuées dans un environnement propre, le châssis doit être démonté, le fond de panier coupé et chauffé à haute température pour séparer les cellules problématiques, puis soudé et restauré, ce qui ne peut être réalisé que dans l'atelier de réparation de l'usine.
La station mobile de réparation de composants représente une vision de la réparation des composants du futur. Avec l'amélioration de la puissance et de la technologie des composants, les problèmes liés aux composants haute puissance diminueront progressivement, mais les problèmes rencontrés par les composants des premières années apparaissent progressivement.
Actuellement, les équipes d'exploitation et de maintenance compétentes ou les entreprises de composants dispensent aux professionnels de l'exploitation et de la maintenance une formation sur les techniques de transformation des procédés. Dans les grandes centrales électriques au sol, il existe généralement des zones de travail et des zones de vie, qui peuvent servir de sites de réparation, généralement équipés d'une petite presse, ce qui est abordable pour la plupart des exploitants et propriétaires. Par la suite, les composants présentant des problèmes sur un petit nombre de cellules ne sont plus directement remplacés et mis de côté, mais confiés à des spécialistes, ce qui est réalisable dans les zones où les centrales photovoltaïques sont relativement concentrées.
Date de publication : 21 décembre 2022