Welke types zonnepanelen degradatie bestaan er?

Types degradatie

Welke types zonnepanelen degradatie bestaan er?

De degradatie van zonnepanelen resulteert in rendementsverliezen. Naast Potential Induced Degradation bestaan er verschillende andere types van degradatie bij zonnepanelen.

A. HOT SPOT

Een lokale verhoging van de weerstand komt meestal voor door barsten in de zonnecel. Hierdoor wordt de totale stroom door de cellen in serie beperkt. De beschadigde cellen worden zeer warm en daardoor inactief.

Fig 1
Fig. 1: hot spot met infrarood camera en het fysieke beeld van het paneel

B. ‘SNAIL TRAILS’ 

Zonnepanelen krijgen soms te maken met figuurlijke slakkensporen (‘snail trails’). Dit zijn lineaire verkleuringen op delen van het oppervlak van de zonnecellen. De snail trails resulteren in zogenaamde ‘hot spots’ met efficiëntieverliezen tot gevolg.

Meer info met betrekking tot snail trails vindt u hier.

Fig 2bis
Fig. 2: zonnepaneel met slakkenspoor

C. KORTSLUITING TUSSEN CELLEN

Kortsluiting kan veroorzaakt worden door slechte verbindingen tussen zonnecellen. Dit probleem komt vaak voor bij dunne film zonnepanelen, waarbij de verbindingen aan de voor- en achterkant zeer kort bij elkaar gelegen zijn.

Fig 3
Fig. 3: kortsluiting tussen cellen

D. ONDERBREKING VAN OF TUSSEN CELLEN

Een onderbreking kan worden veroorzaakt door fragiele cellen of andere schade.

Zie bijvoorbeeld de ‘micro cracks’ in figuur 4. Dit kan veroorzaakt worden door blootstelling aan hoge temperaturen, hagelstenen of productiefouten.

Fig4
Fig. 4: micro crack

E. DEGRADATIE VAN DE VERBINDING TUSSEN DE PANELEN

Defecten aan de verbindingen tussen zonnepanelen ontstaan bij de bedrading en aansluitdozen. Door verwering degradeert de bescherming van deze componenten.

Kabels worden niet altijd over de volledige lengte gestript, waardoor het metaal wordt blootgesteld aan verwering. Hierdoor kan het contact worden geoxideerd met een lager elektrisch geleidingsvermogen als gevolg.

Fig5
Fig. 5: geoxideerde kabel

F. WEERSTANDEN

In het stroomkringschema van zonnecellen is er sprake van een parallelle weerstand (Rshunt) en een serieweerstand (Rserie).
Fig6
Fig. 6: stroomkringschema voor zonnecel

De parallelle weerstand illustreert de interne verliezen. In eerste instantie zal de ‘short-circuit current’ licht toenemen. Wanneer de lading echter toeneemt, zal deze stroom dalen. Hierdoor komt de diode op een lagere spanning in de geleiding. De uitgangsspanning is gelijk aan de spanning over de diode. Dit resulteert in vermogensverlies aan de uitgang van de cel.

De serieweerstand illustreert verliezen bij de contactpunten, de weerstand van de geleiders, halfgeleiders,… In een ideale situatie is deze zo laag mogelijk. Als de weerstand toeneemt wordt de diode meer geleidend. Dit resulteert voornamelijk in een verhoging van de spanning en in een lichte daling van de stroom. Als er meer elektriciteit wordt geleverd, daalt de uitgangsstroom scherp. Door de spanningsval wordt er minder elektriciteit geproduceerd.

G. DELAMINATIE

Delaminatie is een zichtbare vorm van degradatie.

Zonnepanelen worden gelamineerd om hen te beschermen tegen het binnendringen van vocht en/of zuurstof. Wanneer er schade aan het laminaat optreedt, is er minder bescherming tegen deze externe factoren.

Delaminatie wordt versterkt bij hogere temperaturen.

Fig. 7
Fig. 7: delaminatie van zonnepanelen

H. BROWNING

Indien er sprake is van ‘browning’, betekent dit dat de temperatuur van de zonnecellen veel te hoog is. Dit komt door storingen waardoor de cel als een weerstand fungeert en de stroom hoog oploopt. Dit resulteert in de productie van warmte die op zijn beurt het ‘browning’ proces in de hand werkt.

Fig8
Fig. 8: zonnecel met ‘browning’

I. LID

Light Induced Degradation treedt op tijdens de eerste uren wanneer het zonnepaneel in gebruik is. Het zonnepaneel degradeert tijdens zijn eerste contact met zonlicht en ultraviolette stralingen.

Een tweede vorm van LID is te wijten aan de veroudering van de zonnecellen. Dit proces treedt geleidelijk op en komt voor bij elk zonnepaneel. Men kan immers niet verwachten dat zonnepanelen tijdens hun volledige levensduur een maximum rendement opleveren.

Share this post

Comment (1)

  • anita vanhaeren Reply

    beste,

    wat is de rendementsverlaging van een zonnepaneel wanneer die een hotspot -zonnecel bevat of een ander gebrek waardoor één of meerdere zonnecellen inactief worden?

    8 april 2019 at 16:15

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *