——배터리의 일반적인 문제
모듈 표면에 네트워크 형태의 균열이 발생하는 이유는 용접이나 취급 과정에서 셀이 외력을 받거나, 예열 없이 저온에서 갑자기 고온에 노출되어 균열이 발생하기 때문입니다. 네트워크 형태의 균열은 모듈의 전력 감쇠에 영향을 미치며, 장시간 방치 시 이물질과 열점이 모듈 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
셀 표면의 네트워크 균열 품질 문제는 직접 검사하여 파악해야 합니다. 표면 네트워크 균열이 발생하면 3~4년 안에 대규모로 발생합니다. 처음 3년 동안은 육안으로는 망상 균열을 확인하기 어려웠습니다. 이제 핫스팟 이미지는 주로 드론으로 촬영하며, 핫스팟이 있는 부품의 EL 측정을 통해 균열이 이미 발생했음을 확인할 수 있습니다.
셀 슬라이버는 일반적으로 용접 중 부적절한 작동, 작업자의 부적절한 취급, 또는 라미네이터 고장으로 인해 발생합니다. 슬라이버의 부분적인 고장, 전력 감쇠 또는 단일 셀의 완전한 고장은 모듈의 전력 감쇠에 영향을 미칩니다.
현재 대부분의 모듈 공장은 고출력 모듈의 절반을 절단하여 사용하고 있으며, 일반적으로 절반 절단된 모듈의 파손율이 높습니다. 현재 5대 기업과 4대 중소기업은 이러한 균열을 허용하지 않도록 요구하고 있으며, 다양한 링크에서 부품 EL을 테스트하고 있습니다. 첫째, 모듈 공장에서 현장으로 배송된 후 EL 이미지를 테스트하여 모듈 공장의 배송 및 운송 과정에서 숨겨진 균열이 없는지 확인합니다. 둘째, 설치 후 EL을 측정하여 엔지니어링 설치 과정에서 숨겨진 균열이 없는지 확인합니다.
일반적으로 저품질 셀은 고품질 부품에 혼합(원료 혼합/공정 중 재료 혼합)되는데, 이는 부품의 전반적인 성능에 쉽게 영향을 미칠 수 있으며, 부품의 성능은 단기간에 크게 저하됩니다. 비효율적인 칩 영역은 핫스팟을 발생시키고 심지어 부품을 태울 수도 있습니다.
모듈 공장에서는 일반적으로 셀을 전력 단위로 100개 또는 200개로 구분하기 때문에 각 셀에 대한 전력 테스트를 수행하지 않고 무작위로 검사를 실시합니다. 이로 인해 저품질 셀의 자동 조립 라인에서 이러한 문제가 발생합니다. 현재 셀의 혼합 프로파일은 일반적으로 적외선 이미징으로 판단할 수 있지만, 적외선 이미지가 혼합 프로파일, 숨겨진 균열 또는 기타 차단 요인에 의한 것인지 여부를 판단하기 위해서는 추가적인 EL 분석이 필요합니다.
낙뢰는 일반적으로 배터리 시트의 균열이나 음극 은 페이스트, EVA, 수증기, 공기 및 햇빛의 복합적인 작용으로 인해 발생합니다. EVA와 은 페이스트의 부조화와 백시트의 높은 투수성 또한 낙뢰를 유발할 수 있습니다. 낙뢰 패턴에서 발생하는 열이 증가하고, 열 팽창 및 수축으로 인해 배터리 시트에 균열이 발생하여 모듈에 핫스팟이 쉽게 발생하고, 모듈의 열화를 가속화하며, 모듈의 전기적 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 실제 사례에서는 발전소에 전원이 공급되지 않더라도 4년 동안 햇빛에 노출된 후 부품에 많은 낙뢰가 나타나는 것으로 나타났습니다. 시험 전력의 오차는 매우 작지만, EL 이미지는 여전히 훨씬 더 나빠질 것입니다.
PID 및 핫스팟 발생에는 여러 가지 원인이 있습니다. 이물질 막힘, 셀 내부 균열, 셀 결함, 그리고 고온 다습한 환경에서 태양광 인버터 어레이의 접지 방식으로 인한 태양광 모듈의 심각한 부식 및 성능 저하 등이 핫스팟 및 PID를 유발할 수 있습니다. 최근 배터리 모듈 기술의 발전과 함께 PID 현상은 드물게 발생하지만, 초기 발전소에서는 PID 발생을 완전히 보장할 수 없었습니다. PID 수리는 부품 자체뿐만 아니라 인버터 측면의 전반적인 기술 혁신을 필요로 합니다.
- 솔더 리본, 버스 바 및 플럭스에 대한 자주 묻는 질문
납땜 온도가 너무 낮거나 플럭스가 너무 적게 도포되거나 속도가 너무 빠르면 가납땜이 발생하고, 납땜 온도가 너무 높거나 납땜 시간이 너무 길면 과납땜이 발생합니다. 가납땜 및 과납땜은 2010년에서 2015년 사이에 생산된 부품에서 더 자주 발생했는데, 이는 주로 이 시기에 중국 제조 공장의 조립 라인 장비가 해외 수입에서 국산화로 전환되기 시작하면서 당시 기업의 공정 기준이 다소 낮아져 이 기간 동안 생산된 부품의 품질이 저하되었기 때문입니다.
용접이 불충분하면 단시간 내에 리본과 셀의 층 분리가 발생하여 모듈의 전력 감쇠 또는 고장에 영향을 미치고, 과도한 납땜은 셀의 내부 전극을 손상시켜 모듈의 전력 감쇠에 직접적인 영향을 미쳐 모듈의 수명을 단축시키거나 폐기를 초래합니다.
2015년 이전에 생산된 모듈은 리본 오프셋 영역이 넓은 경우가 많은데, 이는 일반적으로 용접기의 비정상적인 위치 때문에 발생합니다. 오프셋은 리본과 배터리 영역 사이의 접촉을 감소시켜 박리를 일으키거나 전력 감쇠에 영향을 미칩니다. 또한, 온도가 너무 높으면 리본의 굽힘 경도가 너무 높아 용접 후 배터리 시트가 휘어져 배터리 칩 파편이 발생할 수 있습니다. 현재 셀 그리드 라인이 증가함에 따라 리본 폭이 점점 좁아지고 있어 용접기의 정밀도가 더욱 높아지고 리본 편차도 점점 줄어들고 있습니다.
버스 바와 솔더 스트립 사이의 접촉 면적이 작거나 가상 납땜 저항이 증가하여 열로 인해 부품이 소손될 가능성이 높습니다. 부품은 단기간에 심각하게 약화되고, 장기간 작업 후 소손되어 결국 폐기됩니다. 현재로서는 이러한 문제를 초기에 예방할 효과적인 방법이 없습니다. 적용 단계에서 버스 바와 솔더 스트립 사이의 저항을 측정할 수 있는 실질적인 방법이 없기 때문입니다. 교체 부품은 소손된 표면이 눈에 띄게 보일 때만 제거해야 합니다.
용접기가 플럭스 주입량을 너무 많이 조절하거나 작업자가 재작업 중 플럭스를 너무 많이 도포하면 메인 그리드 라인 가장자리에 황변이 발생하여 부품 메인 그리드 라인 위치의 EVA 박리에 영향을 미칩니다. 장시간 작동 후에는 번개 무늬와 같은 검은 반점이 나타나 부품에 영향을 미치고, 전력 감퇴를 초래하여 부품 수명을 단축시키거나 폐기를 초래합니다.
——EVA/백플레인 관련 자주 묻는 질문
EVA 박리의 원인은 EVA의 가교도 불량, EVA, 유리, 백시트 등 원자재 표면의 이물질, 그리고 상온에서 용해되지 않는 EVA 원자재(예: 에틸렌, 비닐 아세테이트)의 불균일한 조성 등입니다. 박리 면적이 작으면 모듈의 고출력 고장에 영향을 미치고, 박리 면적이 크면 모듈의 고장 및 폐기로 직결됩니다. EVA 박리는 일단 발생하면 수리가 불가능합니다.
EVA 박리 현상은 지난 몇 년 동안 부품에서 흔히 발생해 왔습니다. 일부 업체에서는 비용 절감을 위해 EVA 가교도를 부족하게 적용하여 두께를 0.5mm에서 0.3mm, 0.2mm로 줄였습니다.
EVA 기포가 발생하는 일반적인 원인은 라미네이터의 진공 시간이 너무 짧거나, 온도 설정이 너무 낮거나 너무 높아 기포가 발생하거나, 내부가 깨끗하지 않고 이물질이 있는 경우입니다. 부품 기포는 EVA 백플레인의 박리에 영향을 미쳐 심각한 폐기로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제는 일반적으로 부품 생산 과정에서 발생하며, 작은 영역이라면 수리가 가능합니다.
EVA 단열재 스트립의 황변은 일반적으로 장기간 공기에 노출되거나, EVA가 플럭스, 알코올 등에 오염되거나, 다른 제조업체의 EVA와 함께 사용 시 화학 반응으로 인해 발생합니다. 첫째, 외관 불량으로 인해 고객이 만족하지 못하고, 둘째, 박리 현상이 발생하여 부품 수명이 단축될 수 있습니다.
——유리, 실리콘, 프로파일에 대한 FAQ
코팅된 유리 표면의 필름층이 벗겨지는 현상은 되돌릴 수 없습니다. 모듈 공장의 코팅 공정은 일반적으로 모듈의 출력을 3%까지 높일 수 있지만 발전소에서 2~3년 동안 운영한 후에는 유리 표면의 필름층이 벗겨지고 고르지 않게 벗겨져 모듈의 유리 투과율에 영향을 미치고 모듈의 출력을 감소시키며 전체 사각형의 전력 버스트에 영향을 미칩니다. 이러한 종류의 감쇠는 일반적으로 발전소 운영 초기 몇 년 동안은 보기 어렵습니다. 감쇠율과 조사 변동의 오차가 크지 않기 때문입니다. 하지만 필름을 제거하지 않은 발전소와 비교하면 발전량의 차이를 여전히 볼 수 있습니다.
실리콘 기포는 주로 원래 실리콘 소재의 기포 또는 에어건의 불안정한 공기압으로 인해 발생합니다. 이러한 틈이 발생하는 주된 이유는 담당자의 접착 기술이 표준화되지 않았기 때문입니다. 실리콘은 모듈 프레임, 백플레인, 유리 사이에 있는 접착 필름층으로, 백플레인을 공기로부터 분리합니다. 밀봉이 제대로 되지 않으면 모듈이 직접 박리되어 비가 올 때 빗물이 유입됩니다. 단열이 충분하지 않으면 누수가 발생합니다.
모듈 프레임의 프로파일 변형 또한 흔한 문제이며, 일반적으로 프로파일 강도 부족으로 인해 발생합니다. 알루미늄 합금 프레임 소재의 강도가 약화되어 강풍 시 태양광 패널 어레이 프레임이 떨어지거나 찢어지는 직접적인 원인이 됩니다. 프로파일 변형은 일반적으로 기술 변형 과정에서 팔랑크스(phalanx)가 이동하는 과정에서 발생합니다. 예를 들어, 아래 그림과 같은 문제는 장착 구멍을 사용하여 부품을 조립 및 분해하는 과정에서 발생하며, 재설치 과정에서 절연이 손상되어 접지 연속성이 동일한 값에 도달하지 못하는 경우입니다.
——접합 상자의 일반적인 문제
정션 박스 화재 발생률은 매우 높습니다. 리드선이 카드 슬롯에 단단히 고정되지 않았거나, 리드선과 정션 박스 솔더 접합부가 너무 작아 과도한 저항으로 인해 화재가 발생할 수 없거나, 리드선이 정션 박스의 플라스틱 부품에 접촉할 만큼 길지 않은 경우 등이 있습니다. 장시간 열에 노출되면 화재 등이 발생할 수 있습니다. 정션 박스에 화재가 발생하면 부품이 바로 폐기되어 심각한 화재로 이어질 수 있습니다.
고출력 이중 유리 모듈은 일반적으로 세 개의 정션 박스로 나뉘는데, 이는 더 나은 선택입니다. 또한, 정션 박스는 반밀폐형과 완전밀폐형으로 나뉩니다. 그중 일부는 소손 후 수리가 가능하고, 일부는 수리가 불가능합니다.
운영 및 유지 보수 과정에서 정션 박스에 접착제가 채워지는 문제가 발생할 수 있습니다. 생산이 심각하지 않으면 접착제가 누출되고, 작업자의 작업 방식이 표준화되지 않았거나 심각하지 않으면 용접 누출이 발생합니다. 정확하지 않으면 치료가 어렵습니다. 1년 사용 후 정션 박스를 열어 보면 접착제 A가 증발하여 밀봉이 충분하지 않은 것을 발견할 수 있습니다. 접착제가 없으면 빗물이나 습기에 침투하여 연결된 부품에 화재가 발생할 수 있습니다. 연결 상태가 좋지 않으면 저항이 증가하고 점화로 인해 부품이 소손될 수 있습니다.
정션 박스의 전선 파손 및 MC4 헤드의 낙하 또한 흔한 문제입니다. 일반적으로 전선이 지정된 위치에 배치되지 않아 압착되거나 MC4 헤드의 기계적 연결이 견고하지 않은 경우가 많습니다. 손상된 전선은 부품의 정전이나 누전 및 연결로 인한 위험한 사고로 이어질 수 있습니다. MC4 헤드의 잘못된 연결은 케이블 화재를 쉽게 유발합니다. 이러한 문제는 현장에서 비교적 쉽게 수리 및 수정할 수 있습니다.
부품 수리 및 향후 계획
위에서 언급한 부품의 다양한 문제 중 일부는 수리가 가능합니다. 부품을 수리하면 고장을 신속하게 해결하고 발전 손실을 줄이며 원재료를 효과적으로 사용할 수 있습니다. 그중 정션 박스, MC4 커넥터, 유리 실리카겔 등과 같은 일부 간단한 수리는 발전소 현장에서 직접 수행할 수 있습니다. 발전소에는 운영 및 유지보수 인력이 많지 않기 때문에 수리 규모는 크지 않지만, 배선 변경과 같은 성능에 대한 이해와 숙련도가 필요합니다. 절단 과정에서 백플레인이 긁히면 백플레인을 교체해야 하며 전체 수리가 더 복잡해집니다.
그러나 배터리, 리본, EVA 백플레인의 문제는 환경, 공정, 장비의 한계로 인해 공장에서 직접 수리해야 하므로 현장에서 수리할 수 없습니다. 대부분의 수리 과정은 깨끗한 환경에서 진행되어야 하므로, 프레임을 분리하고 백플레인을 절단한 후 고온에서 가열하여 문제가 있는 셀을 제거한 후, 최종적으로 납땜 및 복원 작업을 거쳐야 하며, 이는 공장의 재작업 작업장에서만 가능합니다.
이동식 부품 수리 스테이션은 미래 부품 수리의 비전입니다. 부품의 성능과 기술이 향상됨에 따라 고출력 부품의 문제는 앞으로 점점 줄어들겠지만, 초기 부품의 문제는 점차 나타나고 있습니다.
현재 유능한 운영 및 유지보수 업체나 부품 업체는 운영 및 유지보수 전문가들에게 공정 기술 전환 능력 교육을 제공합니다. 대규모 지상 발전소에는 일반적으로 작업 공간과 거주 공간이 있으며, 이 공간에는 기본적으로 소형 프레스가 설치된 수리 공간이 마련되어 있어 대부분의 운영자와 소유주가 감당할 수 있는 수준입니다. 이후, 소수의 셀에서 문제가 발생한 부품은 더 이상 직접 교체 및 폐기하지 않고 전문 인력을 통해 수리하게 되는데, 이는 태양광 발전소가 비교적 밀집된 지역에서 가능합니다.
게시 시간: 2022년 12월 21일