Elektrolumineszenzprüfung von Solarmodulen
Solarenergie ist eine schnell wachsende erneuerbare Energiequelle, und photovoltaische (PV) Solarmodule sind das wichtigste Mittel, um diese reichlich vorhandene Ressource nutzbar zu machen. Die Gewährleistung der langfristigen Leistung und Zuverlässigkeit von Solarmodulen ist jedoch entscheidend für die Nachhaltigkeit von Solarenergiesystemen. Eine wichtige Methode zur Bewertung der Qualität und Unversehrtheit von Solarmodulen ist die Elektrolumineszenzprüfung (EL).
Prinzip
Elektrolumineszenz ist das Phänomen, dass ein Material Licht aussendet, wenn es einem elektrischen Feld ausgesetzt wird. Im Zusammenhang mit Solarmodulen wird bei der EL-Prüfung eine elektrische Spannung an die Solarzellen angelegt, wodurch diese Licht aussenden. Dieses emittierte Licht macht verschiedene Defekte und Anomalien innerhalb der Solarzellen sichtbar, z. B. Risse, Delaminationen, Lötfehler und elektrische Diskontinuitäten. Durch die Analyse der Muster und der Intensität des ausgestrahlten Lichts können die Techniker Fehler erkennen und die Qualität der Solarmodule beurteilen.
Beispiele für Defektarten
Mikrorisse, Zellenrisse, Lötfehler, PID-Fehler, tote Zellen, Kurzschlüsse, Unterbrechungen oder Verschiebungsprobleme gehören zu den am häufigsten mit EL-Technik erkannten Fehlern. Nachstehend finden Sie Beispiele für verschiedene Fehler, die mit EL-Bildern erkannt werden können.
Beispiele für Zellrisse
Beispiel für mehrere Mikrorisse
Beispiele für PID-Probleme
Beispiel einer toten Zelle/eines Kurzschlusses
Beispiel für die Schichtung von Zellverbänden
Beispiel für die Unterbrechung der Verbindung von Tabbings
Qualitätskontrolle
Die EL-Prüfung wird während des Herstellungsprozesses eingesetzt, um Defekte in Solarzellen zu erkennen, entweder bevor oder nachdem sie zu Modulen zusammengesetzt werden. EL-Tests vor der Laminierung von Solarmodulen ermöglichen es den Herstellern, Fehler zu erkennen und zu beheben, da die Integrität der Solarmodule noch nicht endgültig feststeht. Durch die frühzeitige Erkennung und Behebung dieser Mängel können die Hersteller die Gesamtqualität und Zuverlässigkeit der Solarmodule verbessern. Die EL-Prüfung nach der Laminierung von Solarmodulen dient wiederum der Bestätigung des Leistungsniveaus und der Klassifizierung der Module anhand der Testergebnisse, falls erforderlich.
Schematische Darstellung eines Laboraufbaus
Qualitätssicherung
Hersteller von Solarmodulen setzen EL-Tests als Teil ihrer Qualitätssicherungsverfahren ein, um sicherzustellen, dass die Module die angestrebten Leistungs- und Haltbarkeitsstandards erfüllen. Durch die EL-Prüfung wird verhindert, dass fehlerhafte Produkte an die Kunden geliefert werden.
Industrieller EL-Tester in der Solarpanel-Fertigungslinie
Inspektionen vor Ort
EL-Tests können auch bei Vor-Ort-Kontrollen von installierten Solarmodulen eingesetzt werden. Durch die Durchführung regelmäßiger EL-Tests können die Betreiber den Zustand der Solarmodule beurteilen, mögliche Probleme erkennen und bei Bedarf Wartungsarbeiten einplanen. Durch regelmäßige Vor-Ort-Inspektionen kann die Lebensdauer und Leistung von Solarmodulen maximiert werden.
EL-Tests auf dem Feld
Frühzeitige Erkennung von Defekten
Die EL-Prüfung ermöglicht die frühzeitige Erkennung von Defekten und Anomalien in Solarmodulen, so dass rechtzeitig Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können. Dies trägt dazu bei, Leistungseinbußen zu verhindern und die Langlebigkeit von Solarenergiesystemen zu gewährleisten.
Zerstörungsfreie Prüfung
Im Gegensatz zu mechanischen Prüfungen ist die EL-Prüfung eine zerstörungsfreie Methode, d. h. sie beschädigt oder verändert die zu untersuchende Solarmodulstruktur nicht. Diese Eigenschaft macht die EL-Prüfung zu einem äußerst wertvollen Werkzeug sowohl für Hersteller als auch für Feldanwendungen auf Kundenseite.
Umfassende Analyse
Die EL-Prüfung bietet eine umfassende Analyse der Integrität von Solarmodulen, indem sie alle internen Defekte oder Unvollkommenheiten aufdeckt, die durch visuelle Inspektionen allein nicht festgestellt werden können. Dies ermöglicht eine umfassendere Bewertung der Qualität und Zuverlässigkeit der Module.
Kosteneffizienz
Für die Durchführung von EL-Prüfungen sind spezielle Geräte und Fachkenntnisse erforderlich. Trotz der hohen Anfangskosten können die Vorteile der EL-Prüfung in Form von verbesserter Qualität und Zuverlässigkeit die Anfangsinvestition schnell aufwiegen. Durch die Minimierung des Risikos von vorzeitigen Ausfällen und Gewährleistungsansprüchen spart die EL-Prüfung den Herstellern von Solarmodulen und den Betreibern von Solarenergiesystemen letztlich Geld.
Schlussfolgerung
Die Elektrolumineszenzprüfung ist ein wichtiges Instrument zur Bewertung der Qualität und Integrität verschiedener PV-Solarmodule während ihres gesamten Lebenszyklus. Es gibt breite Anwendungsbereiche für die EL-Technik entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Solarenergiesystemen, von der Herstellung bis zur endgültigen Installation und Leistung der Module in der Anlage. Durch die Nutzung der Prinzipien des Elektrolumineszenzeffekts ermöglicht diese zerstörungsfreie Prüfmethode die frühzeitige Erkennung von Mängeln, gewährleistet die Einhaltung von Qualitätsstandards und maximiert die Leistung und Langlebigkeit von Solarenergiesystemen. Die Bedeutung und Nutzung der Elektrolumineszenzprüfung zur Sicherstellung der Zuverlässigkeit und Nachhaltigkeit von PV-Paneelen wird mit dem weiteren Wachstum der Solarbranche von entscheidender Bedeutung sein.
QUELLEN:
- All you want to know about Electroluminescence(EL) testing of Solar Modules
- ELECTROLUMINESCENCE (EL) TEST: AN ESSENTIAL TOOL FOR DETECTING AND IDENTIFYING DIFFERENT TYPES OF DEFECTS IN PHOTOVOLTAIC MODULES PRESENTATION 22-09-2020