写在能量,一个研究小组从哈德斯菲尔德大学和英国约克大学调查了弱点对光伏太阳能电池技术的预测方法。
研究:光伏裂纹和热点预测评估模型。图片来源:Fly_and_Dive / Shutterstock.com
背景研究
光伏太阳能电池目前可再生能源的一个关键领域研究和准确地监控他们的表现是至关重要的领域的应用。几个关键问题可能发生在生产和操作可以有巨大的影响安装和维护的成本。
系统的耐用性是一个关键因素,控制装置的成本。通过预测的长期性能的太阳能电池技术,工程师和科学家可以确保设备工作在最高效率和捕捉尽可能多的太阳能。
近年来,已经有增加关注建模和模拟。这减少了停机时间由于现场检验,在其他好处。以前的性能数据可以被纳入模拟和计算机模型,和关键的机制和原因可以阐明微裂缝等缺陷。
这项研究
的新论文能量提供了一个全面审查当前先进的建模与仿真方法检测严重故障问题和弱点在光伏太阳能电池技术。作者指出,检测行为在操作过程中很重要,但理解行为在过去的生命阶段的设备是同样重要的。
外部故障的原因一直在强调研究及其对系统的影响。此外,失效模式的调查和探索顺向类型的缺陷,与每个调查的根源。此外,讨论了检测方法和当前文学进行批判性的分析。最后,本文探讨了缓解策略。
外部原因的失败
光伏太阳能电池暴露在多种环境因素在他们的生活。这些因素随着时间的推移会损坏设备,导致他们定期更换。湿度影响聚合物性能,活跃层,和多个元素。它还可以影响夹层粘附在设备,特别是增加了热量的影响。
冰雹会导致冲击应力,雪和风力会导致动态和静态负载,和升高温度会导致热机的压力,在其他重要问题。此外,设备可以进行腐蚀的一生,和灰尘会导致透光率问题,影响功率输出。在各种外部压力,温度和湿度都列为最重要的。
紫外线辐射也能显著影响光伏太阳能电池的性能。许多制造商保证太阳能电池板20 - 25年。
失效模式、微裂隙和热点
设备的一个最薄弱的点是使用的聚合物。另外,机械载荷可以引起或恶化在半导体微裂隙,导致破损。此外,热力学和机械应力和振动可能导致断开连接和其他类型的失败。分层,泡沫的形成、微裂隙和细胞破损造成不同程度的功率损耗。
不是孤立发生的故障模式。了解他们之间的关系是监测设备的性能的关键。微裂隙可以发生在初始生产阶段,促进加强质量控制措施的必要性。交通会导致失败,研究表明,微裂隙通常发生在过程,如焊接、纹理和射击。
热点通常波动造成的环境和太阳能温度在操作期间。他们也会发生由于阴影等因素造成的灰尘和鸟粪。此外,他们可以是由于污染和破碎的二极管。热点是传统检测使用红外摄像机。裂纹检测方法包括超声波技术和电致发光”。
建模微裂隙、热点和性能问题
模拟和建模近年来被广泛研究。使用真实的实验数据验证了它们的有效性从太阳能农场和安装。
降解率是一个关键因素影响光伏安装的长期绩效和财务状况。降解率不是线性的在真实的场景中,先进的模拟必须考虑。
微裂隙显著影响太阳能电池的性能。研究已经确定,微裂隙建模是一个障碍对准确建模技术来确定太阳能设备的性能。XFEM已被建议作为一个潜在的解决方案,但这需要进一步的研究。实现这些模型将是一个至关重要的和实质性的贡献。
突出显示的研究近年来取得了快速进展在建模的太阳能电池的性能,与几个研究领域做出贡献。最后,作者指出,采用软件如方格过渡,这是一个太阳能电池基于有限元模拟程序,将为研究人员提供显著的好处。
引用和进一步阅读
Goudelis G等。(2022)光伏裂纹和热点预测评估模型。能量(12)4303(在线)mdpi.com。可以在:https://www.mdpi.com/1996-1073/15/12/4303
免责声明:这里的观点是作者表达他们的私人能力,不一定代表AZoM.com T /有限的观点AZoNetwork这个网站的所有者和经营者。这个声明的一部分条款和条件本网站的使用。