Pourquoi le test EL du module solaire est-il important ?

1. qu'est-ce que le test d'électroluminescence(el) ?
lorsque le courant passe à travers les cellules solaires PV, une émission de lumière se produit. ce phénomène est appelé électroluminescence(el). les tests de modules utilisant ce phénomène peuvent détecter des défauts cachés dans la structure des cellules PV. cette méthode rend le distribution actuelle visible dans le module solaire photovoltaïque et aide à détecter les défauts.

à l'aide d'un test EL,, un fabricant PV peut évaluer la qualité structurelle des cellules PV ou tout autre défaut généré lors de la manipulation.

les défauts qui peuvent être trouvés à partir d'EL sont comme indiqué ci-dessous :

• microfissures
• fissures cellulaires
• défauts de soudure
• défauts pid
• panne de diode
• cellule morte
• rayures de la feuille de fond
• défauts de plaquette

2. défauts et impact des défauts dans un module identifié par image EL
une brève description des défauts EL importants pouvant entraîner une défaillance des performances est donnée ci-dessous

a) microfissures
les microfissures peuvent créer une séparation électrique, entraînant une partie de cellule inactive. il est difficile de déterminer la perte de puissance causée par les microfissures. cela peut avoir un effet variable ou nul. les microfissures dans les tranches de silicium sont des fissures minuscules qui apparaissent à la suite de dommages pendant la fabrication, l'expédition, l'installation, ou l'exploitation.

comment prévenir les microfissures
pour prévenir les microfissures solaires,, trois domaines doivent être abordés, à savoir la fabrication, le transport, et l'environnement. Un fabricant de panneaux solaires doit reconnaître ce domaine préventif.

le fournisseur doit disposer des éléments suivants :

• une chaîne d'approvisionnement bien définie
• une procédure de test qui garantit que chaque module reçoit un test EL
• une solide réputation

comment se produisent les microfissures
une cause majeure de microfissures est les défauts de fabrication. cependant, il existe également des causes environnementales naturelles qui provoquent des microfissures, telles que :

• cyclage thermique (variation de température entre la nuit et le jour)
• humidité et gel
• charges de pression cycliques (ou dynamiques) et charge de vent
• fortes chutes de neige
• grêle

des microfissures peuvent également se produire lors de l'installation, pour diverses raisons, telles que :

• marcher sur des modules ou poser d'autres équipements sur des modules
• heurter ou laisser tomber les modules lorsqu'ils sont soulevés sur le toit
• installation sur une surface non plane, qui peut provoquer une torsion du cadre de montage et exercer une contrainte sur le module

figure 1 : exemple de module avec plusieurs micro-fissures

b) que sont les fissures cellulaires ?
les fissures cellulaires provoquent l'isolement de la région des cellules. les fissures cellulaires semblent être plus graves, car le courant ne traverse pas cette zone, et celles-ci peuvent provoquer des points chauds ou des dissipations thermiques. lorsque le courant les traverse points chauds, il chauffe le panneau PV et commence à endommager le panneau. il est donc nécessaire d'identifier ces points chauds avant qu'ils n'endommagent complètement le panneau.

figure 2 : exemple de module avec cellule fissurée

c) défauts de soudure
lorsque la température pendant le processus de soudure n'est pas assez élevée, la soudure à froid se produit. la soudure à froid interfère avec la connexion entre le ruban de la cellule et la languette de la cellule, empêchant l'électricité de circuler et entraînant une perte de puissance fabrication.

en raison de son importance,, les fabricants de modules solaires effectuent fréquemment des tests EL deux fois au cours du processus de fabrication.

si elle n'est pas contrôlée,, la soudure à froid peut se transformer en points chauds,, ce qui réduit la puissance du module et provoque un risque d'incendie.

figure 3 : exemple de module présentant des défauts de soudure

d) défaillance de la diode de dérivation
lorsqu'une diode de dérivation tombe en panne pendant le fonctionnement d'un module, l'une des trois chaînes de cellules est normalement éteinte. le résultat est une réduction d'un tiers de la sortie. dans la courbe de rendement d'une chaîne, avec de bonnes conditions de rayonnement, une baisse de rendement de cette ampleur et dans de nombreux modules est fréquente. l'interface essentielle pour conduire l'électricité vers l'extérieur est une boîte de jonction à l'arrière d'un panneau solaire.

figure 4 : exemple de module avec panne de diode

les diodes de dérivation à l'intérieur du boîtier de la boîte de jonction peuvent être court-circuitées et griller si de l'eau ou de la poussière pénètre dans le boîtier.

une diode de dérivation brûlée ou un connecteur peut faire en sorte que le panneau devienne un circuit ouvert, empêchant le transfert d'énergie. la défaillance de la diode de dérivation peut être détectée à l'aide d'EL. ces modules doivent être remplacés immédiatement pour éviter la jonction -box burn ou perte de rendement énergétique dans l'usine.

e) dégradation induite potentielle (pid)
les panneaux solaires sont généralement connectés en série longue pour générer une tension système élevée, dépassant souvent 1000 V, qui est utilisée pour alimenter les onduleurs solaires.

figure 5 : exemple de module avec pid

la grande différence de tension entre les cadres mis à la terre et les cellules solaires peut être trop importante pour être gérée par des cellules solaires de mauvaise qualité, provoquant leur défaillance. ces défauts peuvent être identifiés à l'aide de l'imagerie EL.

f) cellules mortes
les cellules mortes se produisent lorsqu'une cellule particulière cesse de conduire le courant . les cellules mortes peuvent être causées par une contrainte mécanique , qui peut avoir précédemment provoqué une fissure de cellule dans cette zone .

figure 6 : exemple de module avec cellule morte

3. Quand un module doit-il être inspecté pour el ?
maintenant, quand quelqu'un est au courant des défauts, il est important de savoir quand un module doit être inspecté pour el.

a) pendant la production, pour vérifier la qualité des cellules et du module, et les remplacer si nécessaire

pourquoi c'est important?

• cela aidera les fabricants à identifier les défauts dès la première étape et à éviter les pertes futures dues au rejet de lots ou aux demandes de garantie.
• avantages pour le fabricant : éviter le rejet de l'approvisionnement par lots

b) inspection par un tiers par EL portable avant expédition.
cela empêchera l'envoi de modules de mauvaise qualité et rejettera les lots avant qu'ils n'atteignent le champ.

pourquoi c'est important?

• cela donnera confiance aux propriétaires d'actifs que les modules fournis sont de bonne qualité et les problèmes futurs de remplacement de modules dus à des défauts de fabrication peuvent être évités.
• avantages pour les propriétaires d'actifs : évitez le rejet de lots ou de modules

c) test EL de pré-installation :
pour vérifier les dommages de transport et d'expédition. comme nous le savons, le transport sur les routes indiennes peut être une véritable montagne russe. car les modules solaires sont constitués de cellules pouvant atteindre 100-500µm, si les modules ne le sont pas manipulé correctement pendant le transport ou les modules ne sont pas transportés correctement cela peut provoquer des micro-fissures ou des fissures. il est également possible que le camion de transport rencontre un accident sur le chemin du transport, dans cet état il y a un risque élevé de modules cassés et endommagés.

pourquoi c'est important?

• pour réclamer une assurance transport et faire remplacer les modules endommagés.

d) après l'installation du test EL :
la manipulation sur le site peut entraîner des défaillances des modules lors de l'installation. si les modules ne sont pas manipulés correctement lors de la fixation ou du transport sur les sites, cela peut provoquer des micro-fissures ou des dommages au cadre des modules. les modules peuvent également tomber accidentellement lors d'un déplacement sur le site . ceux-ci peuvent provoquer des fissures ou des micro-fissures ou même des ruptures de modules. ces défauts peuvent être identifiés à partir de el.

pourquoi c'est important?

• L'entrepreneur epc peut être tenu responsable des dommages et les modules peuvent être remplacés

e) pour réclamer une assurance contre les calamités naturelles comme les tempêtes de grêle, les cyclones, les fortes pluies, les inondations, etc. les frais de test EL sur le terrain sont couverts par l'assurance, et cela vous permet de vous protéger contre les pertes futures à la suite de cet incident. pendant que vous attendez que la perte de puissance ou les points chauds causés par les microfissures dans les modules se produisent, soit les modules micro-fissurés seront remplacés, soit l'argent sera conservé sous séquestre.

le plus crucial, sans les données de test EL,, il serait impossible de réclamer des modules PV micro-fissurés plus tard lorsque la perte de puissance ou les points chauds deviennent apparents. la fenêtre d'opportunité pour les propriétaires d'actifs qui attendent quelques années après l'incident a survenu ferme : les polices d'assurance précisent un délai précis pour signaler les dommages causés par des événements de force majeure.

f) avant l'achat d'un actif, avant la signature d'un contrat O&M, et pour les prêteurs avant le décaissement

• avant d'acheter un actif, connaître les performances de l'usine est important. un EL peut aider à identifier les défauts et à protéger les nouveaux propriétaires d'une perte de revenus potentielle.
• un entrepreneur O&M peut toujours atténuer les risques en connaissant l'état de santé de l'usine et du module et en soumissionnant pour un PR de manière appropriée, afin d'éviter une perte de performance LD, due à un facteur qui n'est pas sous son contrôle,.
• pour les prêteurs,, il est important de connaître la santé du module avant d'investir. donc une image EL du module peut prédire la qualité actuelle des modules sur le site.

4. impact des défauts s'ils ne sont pas détectés ?
on sait que la puissance du panneau solaire diminue avec une augmentation de la température. la fissure dans un module a provoqué une dissipation de puissance au niveau de la zone de cellule inactive, car elle limite le passage du courant à travers la zone inactive provoquant ainsi une température plus élevée à la zone impactée. dans le climat indien où la température du module varie de 35 degrés à 45 degrés Celsius en moyenne, une température plus élevée dans une zone inactive entraînera en outre une réduction de la production.

considérez le scénario possible suivant d'une centrale de 100 MW avec 350 wp avec 285 714 panneaux sur le terrain.

• scénario A : la dégradation du panneau de 5 % est de 1.18 % au lieu de 0.7 % en raison de la zone inactive dans les cellules (cellule morte)
• scénario B : la dégradation d'un panneau à 10 % est de 0.9 % au lieu de 0.7 % en raison de fissures ou d'une zone inactive due à des défauts de soudure.
• scénario C : 10 % des panneaux sont affectés par le PID avec environ 5 % de dégradation au lieu de 0.7 %
• dans le scénario ci-dessus, une centrale de 100 MW ne produira que 99.51 MW si peu de défauts EL passent inaperçus.
• il y aurait une perte de 8 . 48 lakhs de perte unitaire par an, ce qui pourrait coûter environ 40 lakhs de perte par an .
• si les défauts ci-dessus sont détectés,, on peut demander une garantie, basée sur les défauts, et considérer les défauts dans le calcul du rendement énergétique pour minimiser la perte de garantie PR.
• si les défauts ne sont pas identifiés, cela peut endommager davantage les panneaux et les pertes peuvent augmenter chaque année.

5. Conclusion
dans cet article, les types de défauts dans un module solaire , l'exigence du test EL, et l'impact du test EL s'il n'est pas effectué ont été discutés. il a été décrit que les fissures, les micro-fissures, les cellules mortes peuvent provoquer des points chauds dans un module qui peut dégrader davantage le module et limiter le vieillissement prématuré des centrales solaires. cet article a décrit quel est le gain potentiel d'effectuer un test EL à différentes étapes du cycle de vie du module et une brève description avec toutes les perspectives a été donnée . l'impact sur la perte d'énergie due à une défaillance EL non détectée a été discuté .