Jakie są najczęstsze awarie i uszkodzenia paneli fotowoltaicznych?
Instalacje fotowoltaiczne są trwałe i mogą produkować energię elektryczną przez wiele lat. Nie oznacza to jednak, że są całkowicie wolne od problemów. Według specjalistów z branży OZE najczęstsze awarie i uszkodzenia paneli fotowoltaicznych obejmują przegrzewanie się wtyczek i złączy, mikropęknięcia ogniw, uszkodzenia kabli, awarie inwerterów, brak zabezpieczeń, hot-spoty, delaminację, przebarwienia, uszkodzenia mechaniczne, ślimacze ścieżki, uszkodzone diody bypass, efekt PID oraz efekt LID. Warto mieć świadomość potencjalnych awarii i uszkodzeń, aby móc im zapobiegać lub szybko reagować, gdy się pojawią. W tym artykule wyjaśnimy najważniejsze kwestie.
Jakie są najczęstsze przyczyny awarii instalacji fotowoltaicznych?
Najczęstsze przyczyny awarii instalacji fotowoltaicznych to błędy w projekcie, niska jakość komponentów, nieprawidłowy montaż, niewłaściwy transport oraz ekstremalne warunki atmosferyczne. Ogółem awarie instalacji fotowoltaicznych wynikają zarówno z błędów ludzkich, jak i czynników zewnętrznych. Błędy na etapie projektowania instalacji na farmie fotowoltaicznej, niewłaściwy dobór komponentów czy nieprawidłowy montaż w dużej mierze zależą od kwalifikacji i doświadczenia ekipy instalacyjnej. Natomiast warunki atmosferyczne – silne wiatry, gradobicia czy intensywne opady – to czynniki niezależne i nie mamy na nie wpływu.
Największe znaczenie dla bezawaryjnej pracy instalacji fotowoltaicznych ma jakość użytych materiałów. Niskiej jakości panele fotowoltaiczne, kable czy inwertery są podatniejsze na uszkodzenia i skracają żywotność paneli fotowoltaicznych. Równie istotny wpływ ma profesjonalizm ekipy montażowej, ponieważ błędy popełnione podczas montażu bardzo często prowadzą do poważnych konsekwencji, w tym do uszkodzenia paneli, a nawet pożaru. W kolejnych sekcjach tego artykułu omówimy szczegółowo każdą z wymienionych przyczyn awarii, aby lepiej zrozumieć, jak im zapobiegać.
Przegrzewanie się wtyczek solarnych i złączy
Przegrzewanie się wtyczek solarnych i złączy to częsty problem wynikający z niskiej jakości materiałów lub nieprawidłowego montażu, co prowadzi do uszkodzeń, a nawet pożaru instalacji. W instalacjach fotowoltaicznych, gdzie występują wysokie napięcia, wtyczki i złącza niestety szczególnie narażone na przegrzewania. Nagrzewają się nadmiernie, jeżeli zostaną wykonane z niskiej jakości materiałów lub nie zostaną prawidłowo zamontowane. Lepiej inwestować wyłącznie wysokiej jakości wtyczki i złącza, a montaż powierzyć doświadczonym instalatorom.
Mikropęknięcia ogniw fotowoltaicznych
Mikropęknięcia ogniw fotowoltaicznych powstają w wyniku wad produkcyjnych, niewłaściwego transportu lub ekstremalnych warunków atmosferycznych, a ich efektem bywa powstawanie hot-spotów obniżających wydajność paneli. Mikropęknięcia są zwykle niewielkie, w zasadzie niewidoczne gołym okiem i mają formę pęknięć w strukturze ogniwa fotowoltaicznego.
MIkropęknięcia ogniw fotowoltaicznych powstają już na etapie produkcji, w wyniku naprężeń mechanicznych podczas transportu lub montażu, a także pod wpływem ekstremalnych warunków atmosferycznych – głównie silnego wiatru lub gradobicia. Same mikropęknięcia ogniw nie zawsze stanowią poważne zagrożenie, ale z czasem wywołują powstawanie gorących punktów (hot-spotów), a te w skrajnych przypadkach nieodwracalnie uszkadzają panele fotowoltaiczne.
Nieodpowiednie kable
Zastosowanie nieodpowiednich kabli, o niewłaściwym przekroju lub niskiej jakości prowadzi do ich szybkiego uszkodzenia, przegrzewania i stwarza ryzyko pożaru. W instalacjach fotowoltaicznych należy stosować specjalne kable solarne z podwójną izolacją, odporne na działanie czynników atmosferycznych i promieniowanie UV. Powinny one mieć odpowiedni przekrój, dostosowany do mocy instalacji i długości przewodów. Trzeba też zadbać o prawidłowe ułożenie kabli, żeby uniknąć naprężeń, przetarć i innych uszkodzeń mechanicznych.
Niskiej jakości inwertery
Inwertery niskiej jakości, wykonane ze słabych komponentów elektronicznych, zmniejszają efektywność instalacji fotowoltaicznej, a czasem ją uszkadzają. Falownik (inwerter) jest jednym z najważniejszych elementów instalacji fotowoltaicznej, ponieważ odpowiada za zamianę prądu stałego produkowanego przez panele fotowoltaiczne na prąd zmienny, wykorzystywany w gospodarstwie domowym lub oddawany do sieci energetycznej. Inwertery niskiej jakości pracują mniej efektywnie, co oznacza mniejszą produkcję prądu z paneli PV.
Brak zabezpieczeń fotowoltaicznych
Brak odpowiednich zabezpieczeń przeciwpożarowych i przeciwprzepięciowych, takich jak rozłączniki izolacyjne czy bezpieczniki topikowe, zwiększa ryzyko uszkodzenia instalacji i pożaru. Każda instalacja fotowoltaiczna powinna być wyposażona w odpowiednie zabezpieczenia, które chronią ją przed skutkami zwarć, przepięć i innych nieprawidłowości. Do podstawowych zabezpieczeń należą rozłączniki izolacji, bezpieczniki topikowe, ograniczniki przepięć oraz wyłączniki różnicowoprądowe. Ich brak lub zastosowanie zabezpieczeń niskiej jakości znacząco zwiększa ryzyko uszkodzenia instalacji, a nawet pożaru.
Jakie są najczęstsze uszkodzenia paneli fotowoltaicznych?
Najczęstsze uszkodzenia paneli fotowoltaicznych to hot-spoty, delaminacja, przebarwienia, uszkodzenia mechaniczne (pęknięcia, zarysowania), ślimacze ścieżki, uszkodzone diody bypass, efekt PID oraz efekt LID.
W poprzedniej sekcji omówiliśmy najczęstsze przyczyny awarii instalacji fotowoltaicznych. Teraz skupimy się na konkretnych rodzajach uszkodzeń paneli, z którymi można się spotkać. Wiele z nich – jak pęknięcia czy zarysowania – są widoczne gołym okiem. Inne – jak mikropęknięcia czy efekt PID – wymagają użycia specjalistycznych narzędzi do ich wykrycia. W podrozdziałach poniżej szczegółowo omówimy każdy rodzaj uszkodzenia, abyś wiedział, jak je rozpoznać i jakie mogą być jego konsekwencje dla instalacji fotowoltaicznej.
Hot-spoty i mikrouszkodzenia modułów
Hot-spoty to przegrzewające się punkty na panelu, które zazwyczaj powstają w wyniku mikrouszkodzeń lub długotrwałego zacienienia i prowadzą do obniżenia wydajności, a nawet samozapłonu modułu.
Hot-spoty osiągają znacznie wyższą temperaturę niż reszta modułu fotowltaicznego. takie gorące punkty nie tylko obniżają wydajność modułu, ale w większości przypadków doprowadzają do jego trwałego uszkodzenia, a nawet samozapłonu. Do wykrywania hot-spotów służą kamery termowizyjnej, gdyż pozwala na zobrazowanie rozkładu temperatur na powierzchni paneli.
Delaminacja paneli fotowoltaicznych
Delaminacja to odklejanie się folii EVA chroniącej ogniwa, czego efektem jest zmniejszenie przezroczystości modułu, obniżenie wydajności i narażenie ogniw na wilgoć oraz korozję. Najczęściej wynika z błędów produkcyjnych lub zastosowania niskiej jakości materiałów. W przypadku stwierdzenia delaminacji panele z reguły od razu kwalifikują się do wymiany.
Przebarwienia na panelach fotowoltaicznych
Przebarwienia na panelach w postaci brązowych lub ciemnych plam wynikają ze starzenia się niskiej jakości folii EVA i obniżają wydajność modułu. Przebarwienia na panelach fotowoltaicznych to niestety problem nie tylko estetyczny, bo świadczą o niskiej jakości folii EVA użytej do produkcji modułu. Pod wpływem promieniowania UV folia ciemnieje z czasem, co ogranicza ilość światła docierającego do ogniwa i tym samym obniża wydajność panelu. W przypadku zaobserwowania przebarwień warto monitorować wydajność modułu, a jeśli znacząco spadnie, rozważyć jego wymianę.
Porysowane lub zbite panele fotowoltaiczne
Porysowane lub zbite panele fotowoltaiczne zacieniają wewnętrzne ogniwa, uszkadzają powłoki antyrefleksyjne, a nawet prowadzą do opisanej już wyżej delaminacji. Rysy i pęknięcia na powierzchni paneli powstają w wyniku uderzeń np. podczas gradobicia lub nieostrożnego obchodzenia się z modułami podczas montażu. Nawet drobne rysy wpływają negatywnie na wydajność panelu fotowoltaicznego. O ile same rysy to jeszcze nie tragedia, to panele fotowoltaiczne z pęknięciami szkła raczej nadają się do wymiany.
Ślimacze ścieżki na panelach fotowoltaicznych
Ślimacze ścieżki to szaro-czarne przebarwienia na krawędziach ogniw, będące objawem mikropęknięć, które pojawiają się zwykle po kilku miesiącach od instalacji i są wynikiem niskiej jakości modułów lub nieprawidłowego montażu. Świadczą o niskiej jakości paneli lub błędach popełnionych podczas montażu.
Niedziałające diody bypass lub uszkodzone puszki przyłączeniowe
Uszkodzone diody bypass lub puszki przyłączeniowe mogą być naprawione stosunkowo niskim kosztem, w przeciwieństwie do innych uszkodzeń modułu – to jedyne elementy panelu niemal zawsze podlegające naprawie. Diody bypass (bocznikujące) zabezpieczają ogniwa fotowoltaiczne przed uszkodzeniem w przypadku zacienienia fragmentu panelu. Puszki przyłączeniowe służą natomiast do łączenia paneli w łańcuchy. Uszkodzenie tych elementów prowadzi do obniżenia wydajności lub całkowitego wyłączenia panelu z pracy. Na szczęście w większości przypadków diody bypass i puszki przyłączeniowe da się naprawić lub wymienić, a to znacznie tańsze niż wymiana całego modułu.
Efekt PID (degradacja wywołana indukowanym napięciem)
Efekt PID (Potential Induced Degradation) to degradacja modułu spowodowana różnicą potencjałów między uziemioną ramą a łańcuchami modułów PV, która może być odwracalna lub prowadzić do trwałej korozji, ale współczesne panele coraz częściej zachowują na nią odporność. Efekt PID powoduje stopniowy spadek mocy panelu, ale dość często ma charakter przejściowy i ustępuje po zmianie warunków pracy instalacji. Jednak w określonych warunkach doprowadza też do trwałej korozji i uszkodzenia modułu.
Efekt LID (degradacja wywołana światłem)
Efekt LID to naturalna degradacja modułu spowodowana działaniem światła, która prowadzi do stopniowego spadku mocy (rzędu ułamków procenta rocznie). Postępuje ona wolniej w technologii N-type lub HIT, wiec warto kupować właśnie takie moduły fotowoltaiczne. Należy tutaj pamiętać, że żywotność paneli fotowoltaicznych szacuje się na 25-30 lat, a efekt LID uwzględnia się przy określaniu gwarancji na uzysk energii.
Jak rozpoznać uszkodzony panel fotowoltaiczny?
Uszkodzony panel fotowoltaiczny można rozpoznać poprzez widoczne objawy: pęknięcia, przebarwienia, ślimacze ścieżki, delaminację lub pomocą kamery termowizyjnej, która wykryje hot-spoty i mikropęknięcia niewidoczne gołym okiem.
Jak sprawdzić, czy instalacja fotowoltaiczna działa poprawnie?
Poprawność działania instalacji fotowoltaicznej sprawdza się poprzez monitorowanie jej pracy za pomocą systemu monitoringu, kontrolę ewentualnych błędów zgłaszanych przez falownik oraz porównanie uzysków energii z danymi z poprzednich okresów i danymi dla podobnych instalacji w okolicy.
Nowoczesne instalacje fotowoltaicznych są zwykle wyposażone w systemy monitoringu, które pozwalają na bieżąco śledzić produkcję prądu i efektywność pracy poszczególnych komponentów. Porównanie uzysków energii z danymi historycznymi oraz z danymi dla podobnych instalacji w okolicy pomaga ocenić, czy wydajność naszej fotowoltaiki nie odbiega od normy.
Jak monitorować pracę instalacji fotowoltaicznej?
Pracę instalacji fotowoltaicznej monitoruje się za pomocą dedykowanego systemu monitoringu, który dostarcza danych o produkcji energii, pracy poszczególnych modułów (w przypadku mikrofalowników lub optymalizatorów) oraz ewentualnych błędach. Dostęp do danych z monitoringu uzyskuje się zwykle za pomocą aplikacji na smartfona lub platformy internetowej.
Jak uniknąć awarii fotowoltaiki?
Awarii fotowoltaiki unikniesz, wybierając sprawdzony sprzęt od renomowanych producentów, korzystając z usług doświadczonych instalatorów oraz regularnie kontrolując pracę instalacji i stan paneli. Trzeba zatem zadbać o trzy fundamentalne aspekty:
- wybór sprawdzonego sprzętu,
- wybór doświadczonych instalatorów,
- regularną kontrolę instalacji.
Wybór sprawdzonego sprzętu
Sprzęt od renomowanych producentów minimalizuje ryzyko awarii wynikających z wad produkcyjnych, ponieważ rzetelne firmy stosują rygorystyczne testy jakości i posiadają odpowiednie certyfikaty. Choć markowy sprzęt bywa znacznie droższy, to w dłuższej perspektywie jego wykorzystanie przekłada się na wyższą sprawności i trwałość paneli oraz mniejsze ryzyko awarii.
Wybór sprawdzonych instalatorów
Korzystanie z usług doświadczonych instalatorów minimalizuje ryzyko błędów montażowych, prowadzących do awarii. Z tego względu zawsze warto kupować usługi instalacji paneli fotowoltaicznych i specjalistów posiadających odpowiednie uprawnienia i kwalifikacje, a także doświadczenie. Nawet najlepszy sprzęt nie zapewni bezawaryjnej pracy instalacji, jeżeli zostanie nieprawidłowo zamontowany.
Regularna kontrola instalacji
Regularne kontrolowanie pracy instalacji za pomocą systemu monitoringu oraz przeprowadzanie inspekcji wizualnych paneli zapewnia wczesne wykrycie ewentualnych problemów i uniknięcie poważniejszych awarii. Fotowoltaika jest systemem bezobsługowym, ale to nie oznacza, że nie wymaga żadnej kontroli. najlepiej powierzyć tę kontrolę specjalistom z zakresu usług O&M dla farm fotowoltaicznych i mniejszych instalacji.
Co zrobić z uszkodzonym panelem fotowoltaicznym?
Uszkodzony panel fotowoltaiczny należy zdemontować i w zależności od rodzaju uszkodzenia, oddać do naprawy (jeśli to możliwe) lub utylizacji, a następnie zastąpić nowym panelem. Zatem:
- po zauważeniu uszkodzenia panelu fotowoltaicznego w pierwszej kolejności należy go odłączyć od instalacji i zdemontować;
- w zależności od rodzaju i skali uszkodzenia panel można oddać do naprawy (np. w przypadku uszkodzonych diod bypass) lub utylizacji;
- uszkodzony panel należy zastąpić nowym, aby przywrócić pełną wydajność instalacji fotowoltaicznej.
Gdzie utylizuje się zepsute zużyte panele fotowoltaiczne? Zepsute i zużyte panele fotowoltaiczne należy oddać do specjalistycznych punktów zbiórki elektroodpadów lub firm zajmujących się recyklingiem paneli fotowoltaicznych. Paneli fotowoltaicznych nie wolno wyrzucać do zwykłych pojemników na odpady komunalne, gdyż one substancje potencjalnie szkodliwe dla środowiska, dlatego wymagają specjalnej utylizacji.
A ile kosztuje utylizacja jednego panela fotowoltaicznego? Koszt utylizacji jednego panela fotowoltaicznego różni się w zależności od firmy i regionu, ale orientacyjnie wynosi od kilkudziesięciu do około 100-150 złotych za panel.
Czy roślinność może uszkodzić instalację fotowoltaiczną?
Tak – roślinność może uszkodzić instalację fotowoltaiczną, ponieważ zacienia panele, co prowadzi do spadku wydajności i powstawania hot-spotów, a także poprzez fizyczne uszkodzenia np. gałęzie uderzające o panele podczas silnego wiatru.
Drzewa, krzewy i inne rośliny znajdujące się w pobliżu instalacji fotowoltaicznej stanowią dla niej zagrożenie, o czym wielu inwestorów zapomina. Warto o tym pamiętać już podczas planowania usytuowania instalacji fotowoltaicznej, żeby zminimalizować ryzyko zacienienia przez obiekty w najbliższym otoczeniu. Aby uniknąć problemów, należy regularnie przycinać roślinność w pobliżu instalacji i dbać o to, aby nic nie zacieniało paneli. Najlepiej powierzyć to profesjonalistom, dlatego koniecznie zapoznaj się z naszą ofertę – w Agro-Rydz oferujemy profesjonalne koszenie terenu farm fotowoltaicznych dla bezpieczeństwa i wydajności instalacji. Zachęcamy do kontaktu w razie potrzeby!
Poza usuwaniem roślinności z farm fotowoltaicznych zajmujemy się również myciem paneli na farmach fotowoltaicznych, więc polecamy też nasze usługi w tym zakresie. W przypadku jakichkolwiek pytań zapraszamy do kontaktu.
