Так как в ФВ модулях нед движущихся частей (основной источник сбоев в других системах, производящих электричество), их срок службы в большой степени зависит от стабильности и сопротивления коррозии материалов из которых он сделан.
Производители дают гарантию на срок до 20 лет, что говорит о качестве кремниевых подложек, на основе которых сегодня производят ФВ модули. Не смотря на это существуют некоторые виды поломок и механизмов деградации, которые могут уменьшить выходную мощность или привести к поломке модуля. Практически все они связаны с прониканием воды или температурным напряжением.
Пример поломки ФВ модуля. Здесь показано ухудшение антиотражающего покрытия солнечного элемента, вызванное проникновением водяного пара. Возобновимое уменьшение выходной мощности
ФВ модуль может производить меньше энергии по некоторым причинам, но после вернуться в исходное состояние. Это может случиться, например, из-за затенения деревом, которое растет перед ним. Или из-за того, что лицевая поверхность стала грязной (обычно загрязнение лицевой поверхности вызывает около 10% потерь мощности). Один из модулей может выйти из строя, или соединения между модулями могут изменить рабочую точку всей батареи. Все эти причины можно устранить и тем самым вернуть модуль в исходное состояние.
Загрязнение лицевой поверхности массива может вызвать либо потери несоответствия, либо более однородное уменьшение выходной мощности. Деградация и поломка ФВ модулей
Механизмы деградации могут приводить либо к постепенному снижению выходной мощности ФВ модуля в течение времени, либо к общему уменьшению мощности из-за выхода из строя одного солнечного элемента в модуле.
Деградация солнечного элемента - постепенное снижение производительности модуля может быть вызвано:
- увеличением RS из-за ухудшения контактов или коррозии (обычно вызванной водяным паром)
- уменьшением RSH в следствие миграции металла через p-n переход
- ухудшением антиотражающего покрытия
Короткое замыкание в элементах
Короткое замыкание может произойти между соединительным контактом и солнечным элементом, как показано ниже. Этот вид неисправности также часто встречается в тонкопленочных модулях, так как в них верхний и нижний контакты находятся гораздо ближе друг к другу и поэтому имеют больший шанс быть замкнутыми металлическими контактами или материалом элемента, поврежденным коррозией.
Поломка элемента в результате короткого замыкания через соединительный контакт.
Холостой ход солнечных элементов
Это типичный вид неисправности в солнечных элементах. Не смотря на это дополнительные точки соединения с контактами и шиной позволяют элементу продолжить работать. Растрескивание может быть вызвано:
- термическим напряжением
- градом
- повреждениями при производстве, создающим «скрытые трещины», которые невозможно определить во время проверки на предприятии, но которые проявляются позже.
Треснутый элемент, показывающий, как соединительная шина может предотвратить холостой ход и вызываемые им неисправности.Обрыв в соединительной схеме
Усталость в результате циклических термических напряжений и действия ветра приводит к обрывам в соединительной схеме.
Обрывы в модулях
Обрывы также могут происходить в модулях, обычно в шине или соединительной коробке.
Короткое замыкание в модуле
Не смотря на то, что каждый модуль перед продажей проходит тестирование, короткое замыкание в модуле часто является результатом производственных дефектов. Оно происходит из-за деградации изоляции под действием окружающей среды и приводит к деламинации, растрескиванию и электрохимической коррозии.
Повреждение стекла
Стекло может быть повреждено в результате вандализма, термического напряжения, неаккуратного обращения, из-за ветра или града.
Деламинация модуля
В старых модулях деламинация была очень распространенной проблемой. Сегодня эта проблема не так актуальна. Обычно она вызвана уменьшением силы.
Локальный перегрев
Несоответствующие, треснутые или затененные элементы могут перегреться и выйти из строя, как говорится в пункте «Локальный перегрев».
Поломка обводных диодов
Обводные диоды, используемые для преодоления проблем несоответствия, сами могут сломаться, обычно вследствие перегрева или недостаточного размера (Durand). Проблема минимизируется, если температуру p-n перехода поддерживать ниже 128 °С.
Поломки инкапсулятора
Поглотитель ультрафиолетового излучения и другие стабилизаторы обеспечивают длительное время жизни материала инкапсулятора. Однако, в следствие выщелачивание и диффузии происходит медленное истощение, и когда концентрация становится ниже критического уровня, происходит быстрая деградация материала инкапсулятора. (Wenger)
PVCDROM Christiana Honsberg и Stuart Bowden
