Điểm quá nhiệt – Nguyên nhân và ảnh hưởng

Các điểm quá nhiệt trên tấm Pin mặt trời có rất nhiều nguyên nhân, và có thể được tìm hiểu và giải thích rõ hơn sau đây.

Nguồn: Genergy

Điểm quá nhiệt trên tấm Pin cho thấy một loại khuyết tật lớn với nhiều biểu hiện và nguyên nhân cơ bản, được ví dụ trình bày trong hìnhm minh hoạ 1 dưới đây.

Hình minh hoạ 1: Hai ví dụ khác nhau về solar cell bị hư hỏng được quan sát liên quan đến một điểm quá nhiệt trên tấm pin silicon tinh thể - Ảnh: DNV GL và Dupont

Ảnh hưởng nghiêm trọng và biện pháp khắc phục rất đa dạng tùy theo hậu quả. Ở đây, chúng ta xem xét ba danh mục gây ra các điểm quá nhiệt. Thứ tự của các danh mục cũng tuân theo sự tăng cường nổ lực của việc điều tra và khắc phục, và do nguồn đánh giá của các chủ đầu tư và người vận hành.

  1. Bóng che/ bụi bẩn: các vật trên cao (như cây, cột điện, vv,..), thảm thực vật phát triển quá mức, bám bẩn bề mặt, các vật thể lạ trên bề mặt.
  2. Hư hỏng cơ học: kính vỡ, khung gãy/ cong, va chạm của các tấm pin với nhau hoặc các vật khác, hoặc cố định không đúng cách.
  3. Lỗi bên trong tấm Pin: Khuyết tật vật liệu tế bào quang điện (ví dụ: sự dừng, điện trở cao, vv,..) solar cell nứt, phân tách lớp cục bộ, tiếp xúc mối hàn kém.

Ảnh hưởng của bóng che và bụi bẩn có thể được giảm thiểu trong giai đoạna thiết kế hệ thống. Một nghiên cứu chi tiết có thể thực hiện để xác định tác động của cây cối, cột điện, hoặc các vật thể khác có thể che bóng các tấm Pin hàng ngày và hàng năm. Bụi bẩn có thể giảm thiểu với giai đoạn bảo dưỡng của hệ thống. Một nghiên cứu về môi trường nơi mà các tấm Pin được đề xuất lắp đặt có thể thực hiện và một lịch trình bảo trì được thiết kế phù hợp. Nếu không thể tránh được bóng râm, các thiết bị điện tử cấp thông minh của tấm Pin sẽ được xem xét để  giảm thiểu rủi ro.

Hư hỏng cơ học đến các tấm pin có thể có nhiều nguyên nhân khác nhau để xem xét và đánh giá, mức độ ảnh hưởng tại công trường (xem ví dụ minh họa số 2). Số lượng các tấm Pin bị gãy có thể do ảnh hưởng thời tiết như mưa đá hoặc gió lớn, và có thể sẽ tương ứng với yêu cầu bảo hiểm. Để giảm thiểu các rủi ro trên, nghiên cứu môi trường đã được đề nghị mở rộng để giúp chọn tấm Pin phù hợp để lắp đặt tại công trường. Ví dụ, nếu nghiên cứu xác định vị trí đó dễ có mưa đá và gió lớn, các tấm pin được kiểm tra nhiều lần để có thể thích ứng với điều kiện môi trường được lựa chọn. Nhà sản xuất hoặc phòng thử nghiệm độc lập có thể thiết kế các chương trình thử nghiệm cho phù hợp với một ứng dụng cụ thể.

Lỗi bên trong tấm Pin có thể do quá trình lắp đặt hay vận chuyển, vấn đề cố định/ kẹp hoặc giá đỡ không phù hợp. Các vấn đề cơ học này có thể gây ra các vết nứt và các lỗ hở nhỏ trên tấm pin mặt trời, có thể gây ra sự giảm công suất hoặc các điểm quá nhiệt, tuy nhiên, trong chu kỳ nhiệt điện lâu dài, các lỗi này sẽ ngày càng nghiêm trọng hơn. Do đó, một quy trình vận hành kỹ lưỡng bao gồm việc kiểm tra IR và lấy mẫu EL là rất quan trọng để xác định các yếu tố rủi ro sớm. Hình ảnh điện quang (EL) có thể xác định hư hỏng của các tấm Pin trước khi nó chuyển thành các điểm quá nhiệt, trong khi IR cung cấp một phương phát nhanh và tiết kiệm chi phí để phát hiện các lỗi nghiêm trọng trên toàn bộ công trường, nơi tập trung nhiều điểm quá nhiệt có thể gây hư hỏng lan rộng nghiêm trọng hơn. Ví dụ 2 là một ví dụ cho hình ảnh IR cho thấy một tấm Pin có các điểm quá nhiệt tại công trường.

Hình minh họa 2: Hình ảnh IR không nhìn thây được (điểm quá nhiệt màu vàng) của một chuỗi với một tấm Pin có nhiều điểm quá nhiệt. Trong ví dụ này, hình ảnh được chụp lại cũng cho thấy tấm kính bị vỡ.

Khi điểm quá nhiệt không lan rộng và nhiệt độ không quá cao để cân nhắc về độ an toàn trên công trường thì các điểm quá nhiệt do tấm Pin hỏng có thể không gây lo ngại nhiều. Hiệu suất thường không bị ảnh hưởng nhiều và hành động duy nhất có thể làm là giám sát sự lan rộng của huyết tật trong suốt các hoạt động Bảo trì, phòng ngừa hằng năm. Tuy nhiên, nếu một tỷ lệ đáng kể các tấm Pin biểu hiện hệ thống có các điểm quá nhiệt, điều này có thể chỉ ra các dấu hiệu của lỗi tiếp theo và cần yêu cầu các bảo hành liên quan (Hình minh họa 3).

Hình minh họa 3: hình ảnh IR không nhìn thấy (các điểm quá nhiệt màu vàng) tại công trường với sự lan rộng lớn của các điểm quá nhiệt của các tấm Pin, tương ứng với các lỗi nối tiếp.

Rủi ro thiết kế và quy trình trong quá trình sản xuất các tấm Pin có thể được giảm thiểu bằng việc thử nghiệm tại phòng thí nghiệm và công trường trước khi lắp đặt. Các chương trình kiểm tra phát hiện lỗi hệ thống sản xuất bằng cách kiểm tra các tấm Pin từ mỗi lô sản xuất có sẵn để phát hiện các vấn đề liên quan đến hư hỏng tế bào quang điện. Một khi được lắp đặt, một công tác lớn O&M sẽ cho phép phát hiện sớm để giảm thiểu rủi ro về an toàn và doanh thu.

Tại Genergy, chúng tôi cung cấp dịch vụ quét ảnh nhiệt toàn bộ Nhà máy Điện mặt trời, Điện mặt trời mái nhà quy mô công nghiệp và hộ gia đình. Xem thêm các thông tin dịch vụ thermal inspection để phát hiện điểm quát nhiệt của dự án tại đây.

Gubi Nguyen