Jaki wybrać moduł PV: Testy i rankingi PV Evolution Labs

Teraz bliżej zajmijmy niezależnymi systemami testowania urządzeń OZE, które są równolegle stosowane do obowiązujących norm. Tego typu działania jak w innych branżach podejmuje się też w branży instalacji PV. Poza uznawanymi normami, które musza spełniać moduły PV istnieją certyfikaty oraz instytucje, dbające o jakość produktów w branży, wprowadzając nawet coroczne rankingi i tytuły „lidera jakości”. Jedną z wiodących na świecie niezależnych usług testowania i wydajności modułów PV świadczy Instytut PV Evolution Labs - PVEL (www.pvel.com). Instytucja ta od ponad 10 lat we współpracy z norweskim towarzystwem klasyfikacyjnym DNV-GL (www.dnvgl.com) i opracowuje coroczny „PV module reliability scorecard” w oparciu o wyniki rygorystycznych procedur testowych modułów PV [3][4][5].

Oczywiście nie wszystkie modele wielu producentów są testowane, ponieważ producent musi wyrazić zgodę na udział w testowaniu, jednak przejrzyjmy się bliżej temu działaniu, aby ocenić czy warto brać pod uwagę raporty PVEL podczas wyboru modułu PV.

Na czym polegają badania PVEL?

Corocznie publikowany jest tzw. „PV module reliability scorecard”, który podsumowuje wyniki niezależnych testów. Testy takie przeprowadzane są ramach Programu Kwalifikacji Produktów PVEL (PQP). Instytut PV Evolution Lab - PVEL identyfikuje od 2012 roku modele modułów PV (dotychczas przebadano kilkaset modeli), które osiągnęły najwyższą wydajność. Ocena w karcie wyników PQP jest oparta na czterech rygorystycznych grupach testów wytrzymałości i trwałości wymienionych poniżej, które poddają moduły PV pod działaniem ekstremalnej temperatury, wilgotności i obciążenia, aby zasymulować najcięższe rzeczywiste warunki eksploatacji [1][2]:

1. Test cykli termicznych – test obejmuje pomiar trwałość modułu PV (oczywiście podczas jego pracy) w ekstremalnych temperaturach powodujących rozszerzanie i kurczenie się modułów PV.

Procedura badań modułów PV wg tego badania obejmuje 800 cykli od -40 do +85°C oraz poddawaniu ich maksymalnym parametrom prądowym podczas ochładzania i podgrzewania. Jeden cykl trwa około 3 godzin. Podczas badań weryfikowane jest połączenia między warstwami, które poddawane jest nagłym zmianom temperatury. Najlepsze wg testów moduły PV tracą mniej niż 2% mocy. Aby przekonać się jak surowe są te badania warto podkreślić, że standardowe moduły certyfikowane zgodnie z IEC 61215 mogą tracić nie mniej niż 5% mocy po 200 cyklach. IEC 61215 to jedna z podstawowych norm paneli fotowoltaicznych. Dotyczy tylko modułów krzemowych. Aby moduł został dopuszczony na rynek zgodnie z IEC 61215, musi pozytywnie przejść serię testów i badań sprawdzających charakterystykę elektryczną i termiczną modułu.

Źródło: www.pvel.com

2. Test na wilgotność i wysokie temperatury – podczas testu bada się trwałość modułu w wysokiej temperaturze i wilgotności oraz bada oznaki przenikania wilgoci do modułu lub powstawania korozji.

Procedura badań w tym przypadku trwa 2000 godzin (84 dni) w 85°C i względnej wilgotności na poziomie 85%. Weryfikowane są połączenia między poszczególnymi warstwami modułu. Najlepsze moduły tracą mniej niż 2% mocy. Dla porównania standardowe moduły certyfikowane zgodnie z IEC 61215 muszą cechować się wytrzymałością na poziomie 1000 godzin

Źródło: www.pvel.com

3. Dynamiczny test obciążenia mechanicznego – test obejmuje cykliczne obciążenie w ekstremalnych warunkach, powodujące zginanie modułu PV w celu symulacji dużego obciążenia wiatrem i śniegiem.

Procedura badań obejmuje 1000 cyklów naprzemiennego nacisku 1000 Pa, po których następuje 50 cyklów termicznych (od -40 do +85°C), następnie 3 serie 10 cyklów zawilgocenia i zamarzania (85°C i wilgotność na poziomie 85% przez 20 godzin, po którym następuje gwałtowne oziębianie do -40°C). Weryfikowana jest odporność na mikropęknięcia i pękanie poszczególnych elementów pod wpływem uciążliwych warunków i obciążeń. Najlepsze moduły tracą mniej niż 2% mocy.

Rys. Moduł PV poddany naprężeniem wynikającym z dynamicznego obciążenia mechanicznego podczas testów - Źródło: www.pvel.com

4. PID lub test degradacji indukowanej potencjałem - mierzy się upływ prądu lub utratę mocy w warunkach wysokiego napięcia, temperatury i wilgotności.

Procedura badań obejmuje dwie 96-godzinne sesje, podczas których moduły PV poddawane są maksymalnemu dopuszczalnemu napięciu (-1000 lub -1500V) w warunkach temperatury 85°C oraz względnej wilgotności na poziomie 85%. Weryfikowana jest odporność na zjawisko PID. Najlepsze badane moduły PV w tej procedurze moduły wg standardów PVEL tracą mniej niż 2%.

Instytut PV Evolution Lab nie tylko bada i ogłasza karty wyników niezawodności modułów fotowoltaicznych. Ogłaszane wyniki są najbardziej wszechstronnym, publicznie dostępnym porównaniem wyników testów niezawodności modułów PV w branży PV. W ostatnich latach co roku zakładane wymogi w stosunku do modułów PV są coraz wyższe. Coroczne rankingi są ogłaszane podczas specjalnych konferencji oraz ostatnio w stanie pandemii podczas webinariów na żywo. Podczas spotkań prezentowana jest:

• Analiza wyników uczestniczących w badaniach producentów modułów PV.

• Przegląd awarii i uszkodzeń dla różnych technologii i modułów badanych w ramach PQP PVEL.

• Dobre praktyki w zakresie wyboru kryteriów wyboru najlepszych modułów w celu uniknięcia strat przez inwestorów.

Jak ekskluzywne są to badania świadczy fakt, że dotychczas tylko dwóch liczących producentów modułów fotowoltaicznych o światowym zasięgu uzyskało tytuł Top Performer PVEL sześć razy z rzędu w całej historii tego wyróżnienia.

Rys. Zestawienie producentów, których moduły PV osiągnęły w 2020 roku najlepsze wyniki i tytuł „Top Performer”, a także przypomnienie danych historycznych pokazujących, iż produkty niektórych firm uzyskują regularnie wysokie miejsca w rankingu, co stanowi potwierdzenie ich jakości. Źródło: www.pvel.com

Podsumowanie

Jeżeli wybierzemy produkty renomowanego producenta modułów PV, nie tylko prawdopodobieństwo powstania danej usterki będzie niższe, ale też nasze szanse na sprawną obsługę serwisową (pamiętajmy, że chcemy aby moduł PV działał na naszym dachu 25 lat) będą znacznie wyższe. Odnosząc się do uwzględniania następnego kryterium oceny wyboru modułu PV należy pamiętać, że udział w testach Instytutu PVEL jest dobrowolny i nie wszyscy decydują się na przesłanie modułów do weryfikacji. Może się również okazać, iż produkty danej firmy nie osiągnęły statusu Top Performer i dlatego brakuje ich w zestawieniu. Nie zmienia to faktu, iż obecność modułów w zestawieniu Top Performer PVEL potwierdza, iż są to produkty wysokiej jakości, należące do najlepszych i najbardziej niezawodnych na rynku.

Wątpliwości będą takie same jak w przypadku znanych w branży certyfikatów innych dziedzin typu Solar Keymark, RAL, Blue Angel, EHPA-Q. Złośliwi powiedzą, że są to rankingi i „znaczki” dla dużych bogatych firm, mających pieniądze i pokazujących, że „są lepsi” od konkurencji. Biorąc pod uwagę niespotykany dotychczas w żadnej branży czasowy rozwój i postęp technologiczny modułów PV tego typu działania szczególnie w branży PV są potrzebne.

Niezależne raporty PVEL przedstawiające jakość modułów PV oraz od niedawna także falowników PV oraz akumulatorów mogą być pierwszym, podstawowym kryterium warunkującym wybór najlepszych produktów przez finansistów, banki, inwestorów oraz projektantów systemów PV.

Miejmy na uwadze, ze misją PVEL (oczywiście na warunkach biznesowych) jest wspieranie inwestorów na całym świecie poprzez generowanie danych o produktach fotowoltaicznych zaawansowanych technologicznie. PVEL współpracuje z wszystkimi głównymi producentami modułów PV (ponad 400 podmiotów na całym świecie).

W branży trwa innowacyjny wyścig producentów na coraz to nowsze technologie. Nabywcy modułów fotowoltaicznych stoją przed coraz trudniejszymi wyborami. Wobec powyższego, rzetelna, niezależna i wiarygodna kontrola jakości staje się kluczowym aspektem klasyfikującym wartość urządzenia.

Źródła

1. www.pvel.com/pv-scorecard

2. www.pvel.com/pv-module-pqp-updates

3. www.powergo.pl/blog/fotowoltaika-3/post/ranking-moduow-fotowoltaicznych-2020-59

4. www.cleanenergyreviews.info

5. www.magazynfotowoltaika.pl