太陽能系統的戶外非破壞性檢測技術

刊登日期:2016/9/5
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政府規劃能源藍圖以達到非核家園,未來將以綠色能源方案逐步取代約 400多億度之核能電力供給,而太陽光電將成為發電與創能產業發展重點之一。隨著國內太陽能系統的大量設置,安全性與長期發電性能是最為重要,因此針對太陽能系統的模組與組件,需要建立可靠度評價機制。

太陽能系統檢測認證相關規範,在認知上為符合要求的最低限度,並非全然當作是安全無虞,仍需要配合戶外非破壞性的串列模組檢測方法,檢測依序為熱影像儀、模組串列 IV、模組串列 EL、單片模組 IV。戶外電致發光檢測技術發展對系統品質提升,影響範圍可擴展至模組出廠、工地運送、安裝施工、竣工驗收、維護營運、天災鑑定等,可做為太陽光電系統的品質監控方法。




圖一、太陽能系統的技術發展簡介

太陽能發電系統組件的國際規範說明
目前太陽光電系統設置模組使用壽命須達25年,依未來國際發展趨勢裝設須使用30年;2025年裝設須使用35年,即在 2000年後裝設的系統,都會影響到 2020年再生能源的電力供應。為確保太陽光電系統的安全性,再生能源的穩定電力供應,需仰賴太陽能系統的長期可靠度,避免系統不定時故障,因此需要關注如發電衰退模式、系統組件可靠度提升、故障檢測與性能改善、定期安全性維護。

國內太陽光電系統結構的安全檢核規範
政府單位考量國內太陽光電系統及模組組件的結構安全檢核問題,已於民國104年1月1日施行屋內屋外供電線路裝置規則,新增章節及架構的主要內容為修訂屋內線路裝置規則。太陽光電系統制定太陽能專章,增加系統安全、提升系統品質及長期可靠度,讓民眾、業主、金融業者更具信心。勞動部勞動力發展署技能檢定中心對應規劃太陽光電職類,於民國105年開辦技術士技能檢定乙級太陽光電設置職類證照,工作範圍以從事太陽光電發電系統及線路、安裝與維修工作,規範如下。

太陽能系統的模組檢測方法
太陽能系統皆以整個系統發電量換算系統發電效能的 PR值,以此評斷系統效能與作為長期維護的依據,但近年電廠發電考量的安全與性能,如圖三所示,若系統 PR值低落,將先以熱影像檢測確認是否存在異常發熱的太陽光電模組,接續以串列 IV(電壓—電流)檢測,得知哪一串列為最差的發電性能,再將此串列模組解聯後拆回,進行實驗室 STC環境檢測,在此情況通常無法初步判斷模組損壞情況,因此有愈來愈多系統的模組串列檢測會以戶外電致發光影像( EL)進行檢測。




圖三、太陽能系統的模組檢測方法

戶外電致發光技術發展對系統品質的影響
戶外電致發光技術發展對系統品質的影響範圍,如圖十所示,目前模組製造出廠/入庫時,皆會有電致發光影像檢測模組品質。出貨運送至工地倉儲存放時,可能會有……以上為部分節錄資料,完整內容請見下方附檔。

作者:彭成瑜、温尚燁、黃兆平、盧政穎、詹麒璋、徐春明、張貴維、林福銘 / 工研院綠能所
★本文節錄自「工業材料雜誌」357期,更多資料請見下方附檔。


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