القاتل الأكبر للخلايا الشمسية ، ترى ماهو ! وما هي أبرز مسبباته، وكيفية تجنبه!
Image Source: FuturaSan
النقاط الساخنة من أبرز المسببات لتدمير الخلايا الشمسية وتؤدي إلى مشاكل كبيرة،هناك أنواع وأسباب مختلفة لهذا النوع من العيوب في الشكل الاول الصورتين تبين مثالين مختلفين لمشكلة النقاط الساخنة.
Image Source: PV Solar
الشكل 1 . العيوب لخلايا معرضة لمشاكل النقاط الساخنة من شركتي DNV GL and DuPont.
حدة العيوب للخلايا الشمسية تختلف باختلاف ظروف الخلية وبالتالي تختلف معها طريقة المعالجة وإعادة إصلاح الخلية ،هناك ثلاثة أصناف رئيسية لمسببات النقاط الساخنة :
- الظلال،الغبار : قد تتعرض الخلايا الشمسية للظلال من الأشجار ،أعمدة الكهرباء ، أبنية مجاورة .
- أسباب ميكانيكية : قد تسبب كسر زجاج الألواح ، كسر للإطار ، طريقة تثبيت غير صحيحة ،تعرض اللوح للصدأ.
- خلل داخلي في اللوح : هناك عيوب كبيرة داخل مادة الخلية الشمسية مثل المقاومة العالية ،شروخ في الخلية ، نقاط لحام سيئة .
تأثير الظلال والغبار يمكن تجنب تأثيره من خلال مرحلة التصميم ، دراسة مفصلة يمكن عملها لبيان تأثير الاشجار المجاورة ، اضاءة الشوارع ،أو أي جسم مظلل آخر خلال اليوم . عمل دراسات حول البيئة المحيطة وكيفية تأثير عامل الغبار على الألواح وبناء عليه يمكن إقامة جدول صيانة وتنظيف للحد من تأثيره . وفي حال وجود ظلال لا يمكن الهروب منها أو تجنبها نقترح استخدام الإلكترونيات الذكية للألواح للتخفيف من تأثيرها.
ثانيا الأضرار الميكانيكية للألواح ،تختلف باختلاف المسبب وظروف موقع التركيب كما في الصورة الثانية في الشكل الأول أعلاه، العديد من الألواح المكسورة سببها الظروف البيئية مثل تعرضها للبَرَد أو العواصف حيث من الممكن تقديم دعوى للتأمين والتعويض .لتجنب مثل هذه الظروف يمكن عمل دراسات حول ظروف البيئة بالتالي اختيار اللوح المناسب للموقع المناسب ،مثلا تم عمل دراسة وتبين أن الموقع يمكن أن يتعرض لعواصف يمكن اختيار ألواح تتحمل هذه الظروف .
أخيرا الخلل الداخلي للوحدة قد يكون ناتجًا عن أخطاء أثناء التركيب أو النقل، أو تثبيت غير صحيح، أو مشكلات في التركيب. قد تسبب هذه المشكلات الميكانيكية شروخًا وشروخًا دقيقة في الوحدات، التي قد لا تسبب فقدانًا في الأداء أو نقاط حرارة في البداية، ولكن عبر دورات حرارية طويلة الأمد ستزداد هذه الأعطال في شدتها. لذا، فإن عملية تكليف شاملة تشمل الفحص الحراري (IR )للموقع بأكمله و تقنية التصوير الفلورسنس الكهربائي (EL) بشكل رئيسي لتحديد وتوثيق العيوب داخل الخلايا الشمسية والوحدات، مثل الشروخ أو الفصل بين الطبقات مهمة لتحديد هذه العوامل المحفوظة مبكرًا. يمكن لتصوير الفلورسنس الكهربائي (EL) تحديد ضرر الخلية قبل أن يتحول إلى نقاط ساخنة، بينما يقدم (IR) طريقة سريعة وفعالة من حيث التكلفة لاكتشاف العيوب الأكثر شدة عبر الموقع بأكمله، حيث يمكن أن تشير تركيز نقاط الحرارة إلى تلف خلايا أوسع نطاقًا. يقدم الشكل 2 .صورة الفحص الحراري بشكل مثالي تظهر لوح محتوي على نقاط ساخنة في محطة كبيرة .
الشكل 2 – صورة جوية بالأشعة تحت الحمراء (اللون الأصفر يمثل الحرارة) مجموعة من الألواح تظهر فيها لوحة تعرضت لعدة نقاط ساخنة في هذا المثال، أظهرت الصور المرئية الملتقطة بالتوازي وجود زجاج مكسور. المصدر : شركة هيليوليتكس.
عادة لا تكون الخلايا الشمسية معرضة بشكل كبير لهذا النوع من النقاط الساخنة،ولكن اذا تم ملاحظة تكرار وجودها في الموقع كما نلاحظ في الشكل الثالث يجب الرجوع إلى الشركات المصنعة من خلال الكفالة وطلب الاستبدال ، وفي حال ظهورها يجب أن يكون هناك رقابة دورية بحيث تضمن عدم توسعها وزيادتها بحيث لا تؤثر سلبا على إنتاجية اللوح الشمسي.
الشكل 3 – صورة جوية بالأشعة تحت الحمراء (اللون الأصفر يمثل الحرارة) لموقع به نسبة عالية من الوحدات التي تظهر نقاط ساخنة وحيث يوجد خلل متكرر في الوحدات.المصدر : شركة هيليوليتكس.
مما يجدر ذكره أن النقاط الساخنة إذا تم اكتشافها خلال عملية التصنيع يمكن تجنبها وإصلاحها عبر الاختبارات التي تتم في المختبرات والمصانع قبل عملية تركيب هذه الألواح ، هناك العديد من البرامج التجريبية التي من شأنها أن تكشف العيوب للخلايا والألواح لكل دفعة إنتاج ، وبمجرد تركيب هذه الألواح تتيح عملية المراقبة والصيانة الدورية بالكشف المبكر عن هذه النقاط الساخنة من أجل تقليل المشاكل والتلف و الفقد في الطاقة.
