Napelemes rendszerek kézi illetve UAV-UAS (pilóta nélküli légi rendszer) eszközökkel történő hőkamerás vizsgálata
A modern életünk velejárója, hogy egyre több energiát használunk fel a mindennapjaink kényelmének biztosításához. A környezettudatos életmód egyik elengedhetetlen feltétele, hogy ennek a szükséges energiának egyre nagyobb részét megújuló energiaforrásból nyerjük ki. Erre az igényre az egyik legkiválóbb választás a központi csillagunkból, a napból minden pillanatba felénk áramló energiának a kiaknázása. Vagyis a nap energiájának szolgálatba állítása napelemek segítségével. Ez az egyéni háztartásokban és hétköznapokban is egyre inkább elterjedő technológia nem csupán kényelmet hozott életünkbe, de számtalan új ellenőrzési feladatot is szült, hiszen a napelemek létjogosultságát, azok tiszta egyszerű és folyamatosan fejlődő hatékonysága adja. Éppen ezért fontos, hogy az általunk (TESZ-97 Kft) és a mások által telepítésre kerülő napelemek élettartamuk során folyamatosan és optimálisan az elvárható legnagyobb hatékonysággal, gond nélkül működjenek. Drónnal felszerelt és kézi hőkamerás eszközeinkkel a telepített napelemek-napelemparkok méretétől függetlenül, fizikai kontaktus nélkül magas minőségben, nagy hatásfokkal vizsgálható kivétel nélkül minden ma használatos napelemes rendszer illetve berendezés. Az általunk használt eszközökkel a napelemet alkotó minden egyes modulnak hibái a vizsgálat során készülő hőképeken egyszerűen, s még idejekorán felismerhetők. Így az esetlegesen sérült alkatrészek cseréjével, vagy a rendszer bárminemű érintkezési problémáinak kijavításával biztosítható az adott rendszer életciklusának növelése, annak biztonságos működése.
Minden napelem rendszer működésének alapja a napelem cella. A napelem cellái biztosítják, hogy a nap energiáját bármely otthoni háztartásban használatos elektromos fogyasztóhoz az őt működtető árammá lehessen átalakítani. A napelemeken, a napelemcellák szabályos sorokba rendezve egy modulon kerülnek elhelyezésre. Ezeket a modulokat lehet soros vagy párhuzamos módon összekötni majd a megtermelt egyenáramot egy akkumulátorba táplálva az inverteren keresztül váltakozó árammá alakulva kerül a hálózatba. Napelemeknél a legfontosabb üzemeltetési szempont, hogy kivétel nélkül, a rendszerbe bekötött minden egyes modul az elvárt maximális (ami a nepelemek esetében egyben optimális is) áramerősséget tudja előállítani. A ma használatos napelem modulok jelenlegi hatásfokát tekintve a napenergia kb. 17- 20 %-át alakítják át egyenárammá, majd ezt az egyenáramot az invertálást követően elektromos árammá. A fennmaradó, a napból felvett „többletenergia” ami a modulokban nem hasznosul elektromos áramként, 80- 83 % ez a fennmaradó energiatöbblet hőenergia formájában van jelen, ami viszont hosszútávon nem tesz jót a szolárrendszerünknek. Ez az energiatöbblet és az általa generált túlmelegedés teszi ki a napelemek, a modulok és azok egyéb összetevőiknek meghibásodásának igen nagy hányadát, így kijelenthető, hogy a modulok, cellák túlmelegedése ezeknek az alkatrészeknek hatásfokcsökkenésével és ebből eredően a telepített napelem modulok élettartamának drasztikus csökkenésével is jár. Alapvetően az is kijelenthető, hogy egy alacsonynak tűnő hőkülönbség, ami a cellák között tapasztalható (ez egy folyamatosan fennálló, 10 °C-nál magasabb hőmérséklet túllépésnél) akár 50%-kal csökkenő életciklust is jelenthet. Az esetleges tűzveszély kockázata is exponenciálisan növekszik a sérült túlmelegedő cella/cellák esetében. Továbbá ezeknél a rendszereknél fokozottan igaz a mondás, „hogy minden lánc csupán annyira erős, mint a leggyengébb láncszeme” azaz egy napelem esetében ha az egyik cella meghibásodik, az annak az adott cellasornak az arra gyakorolt alacsony áramerősségével rontja a teljes rendszer hatásfokát vagyis utalva a fenti bölcsességre, a napelemek esetében is az adott sor leggyengébb cellájának teljesítménye határozza meg annak a cellasornak és végsősoron a rendszernek az aktuális hatékonyságát és működését.
Ezeknek a hibáknak, anomáliáknak felismerésében van nagy haszna az általunk használt kézi és alacsony repülési magasságban végzett (UAV-UAS- drón eszközökkel) termográfia (hőkamerás állapotfelmérés) segítségével kiemelt vizsgálatok végezhetőek, melyek eredményeinek tükrében átláthatóvá válik a kapott hőképek alapján a rendszer teljes állapota a celláktól kezdve az elektromos berendezésekig, bekötésekig.
Drónos és kézi hőkamerás vizsgálattal kimutatható modul és inverter hibák:
- Hibás forrasztás/forrasztások, szerelési hibák.
- Elromlott Bypass diódák
- Rövidzárlatok, érintkezési hibák a napelemes cellákban
- Mikro repedések feltárása, beszivárgó nedvesség, szennyeződés, cellatörés
- Nem csatlakozó, üresjáratban lévő modulok
- Eltérések megkeresése, azaz teljesítményveszteség az egyes modulok eltérő teljesítménye miatt
- A „forró pontok” helyzete
- Az „árnyékhatások” helyzete és azok által esetlegesen már okozott károk, melyek normál kamerával és szemmel alig vagy egyáltalán nem láthatóak.
- PID (Potential induced degradation)
- Panelüveg törés, elszíneződés, repedés
- snail trail „csiganyomvonal”effektus -A kristályos szilícium napelemmodulok kültéri fénynek kitettség okán az úgynevezett „csiganyomvonal” hatást mutathatják, amely hatás egy barnás elszíneződött ujjnyomokként jelenik meg a cella szélein és/ vagy mikrorepedések környezetében.-
- Törött sérült melegedő összekötő vezetőszalagok
- Hűtési problémák az inverterben Aktív/passzív
- Felmelegedett, túlterhelődött kábelek és egyéb összetevők
Tereptárgy okozta árnyékfolt
A fentieken túl segítséget tudunk nyújtani az alábbi esetekben is….
Mindannyian látjuk, hogy időjárásunk egyre kiszámíthatatlanabbá válik. A viharok, egyre váratlanabbul és hevesebben csapnak le évről-évre. Ez a szélsőséges időjárás, olyan anomáliákat hoz magával, mint a nagy darabokból álló, károkozásra alkalmas jég, jégeső, ami komoly veszélyt jelenhet a napelem modulokra és azok celláira is. Felméréseink során képesek vagyunk megtalálni, behatárolni és ezáltal javíthatóvá tenni a szabad szemmel egyébként nem látható sérülést/sérüléseket a modulokon, feltárhatóvá válnak a cellákban keletkezett mikro repedések is. A vizsgálat ilyen esetben azért is kiemelten fontos, mert számtalan esetben tűnhet úgy, hogy maga a szolár üveg sértetlen, ám ettől függetlenül maga a cella/ cellák még lehetnek sérültek.
A napelemparkok mellett egyre inkább elterjednek a lakóházaknál is telepített különféle szolar technológiák. Ezek telepítése egy adott háztartásnak nem kis kiadási költségtételt jelentenek, így az sem mindegy, hogy ez az évekre/ évtizedekre szóló beruházás hogyan és miként valósul meg, annak hatásfoka milyen minőségű, hiszen a beruházás költséghatékonysága határozza meg a befektetett összeg megtérülését. Ahogy minden nagyobb befektetésnél és beruházásnál, itt is nagyon fontos az emberi és a technológiába, az innovációba fektetett bizalom. Megrendelőink és megbízóink a méréseink és vizsgálataink által folyamatos és átfogó képet kaphatnak tőlünk a szolár technológiát használó berendezéseik állapotáról.
