Güneş hücreleri (fotovoltaik hücreler), yüzeylerine gelen güneş ışığını doğrudan elektrik enerjisine dönüştüren yarı iletken maddelerdir. Yüzeyleri kare, dikdörtgen, daire şeklinde biçimlendirilen güneş pillerinin alanları genellikle 60 cm² ile 160 cm² civarında, kalınlıkları ise 0,2-0,4 mm arasındadır.

Hücre hataları, termografik muayanede, panelin üretim karakteristiğine göre şekillenen sıcak nokta olarak olarak görülmektedir. PV paneller genellikle farklı sayılarda (36, 60 gibi) hücrenin birbirine bağlanmasıyla üretilir. Bu sebeple panelin bir hücresinin dahi çeşitli sebeplerle (gölge, kirlilik vb.) üretiminin azalması paneldeki tüm hücrelerin üretimini etkilemektedir.

Fotovoltaik panelleri birbirine seri olarak bağlayan kabloların ve dışarıya çıkan kabloların birleşme noktasıdır. Bu kutuda, hücrelerden gelen ribonlar/iletkenler klemenslere panel kabloları bağlanır. Bağlantı kutusu bir nevi klemensin kutusudur. Bu kutunun içinde sigorta ve bypass diyotları da bulunmaktadır.

Dış ortam şartlarına karşı dayanıklı imal edilen bağlantı kutuları, panelin arka yüzeyine kimyasal maddelerle yapıştırılır ve üstünde açılabilir bir kapağı vardır.

Diyotlar yandığında bu kapaktan açılıp tamir ve ölçüm yapılabilir. Aynı zamanda arıza durumlarında bağlantı kutusunun ısısı panel yüzeyinden görülebilir. Bağlantı kutusu hatalarının erken aşamalarda tespit edilmesi, yangın riskinin önlenmesinde önemlidir.

Modüldeki çatlamalardan kaynaklanan modül anormallikleridir. Bu çatlaklardan dolayı yüksek sıcaklığa ulaşan hücreler lehim erimesine, ısıl yorulmaya, kontak tellerinde kopmaya ve sağlam hücrelerde hızlı yaşlanmaya yol açar. Kurulum hatası, üretim hatası ya da panelin dış bir mekanik etkiye maruz kalması durumlarında ortaya çıkan bu arıza, termografik muayene ile tespit edilebilmektedir.

Çatlak hücre parçalarının tekrarlanan göreceli hareketi, tam bir ayrılmaya ve dolayısıyla inaktif hücre parçalarına neden olabilir. Bu özel durum için güç kaybının net bir değerlendirmesi mümkündür. 60 hücreli 230 Watt PV modülü için, kaybedilen kısım hücre alanının% 8’inden az olduğu sürece hücre parçalarının kaybı kabul edilebilir.

Güneş hücrelerinden istenilen gerilimi elde etmek için bu hücreler seri veya paralel olarak bağlanır ve bu hücrelere her zaman aynı şiddette güneş ışığı gelmez. Herhangi bir gölgeleme durumunda panelin çıkış gücünde düşme olur. Bu düşüşü önlemek için bypass diyotlar kullanılır. Bypass diyotlar, gölgeli bir durumda aktifleşerek iletime geçer. Akım, diyotlar üzerinden akarak panel gücündeki azalma engellenmiş olur.

İdeal olarak her bir hücreye bağlanması gereken bypass diyot, maliyeti artırdığı için bu şekilde bağlanmamaktadır. Tesislerde sıkça görülen hatalardan biri de aktif bypass diyotlardır, bu tür hatalar bağlanma şekline bağlı olarak panelin belli bir şeridinde karakteristik bir termal dağılım gösterir.

Cam, kapsülleyici, aktif tabakalar ve arka tabakalar arasındaki kötü yapışma sebebiyle oluşan hatalardır.

Tipik olarak, yapışma kontaminasyon (örn. Camın yanlış temizlenmesi) veya çevresel faktörler nedeniyle delaminasyon meydana gelir, ardından nem girişi ve korozyon oluşur. Hücre çok fazla ısınarak hem kaplama malzemesine (EVA) hem de destek filmine (TPT) zarar verir.

Delaminasyon hatalarına ince film tekniğiyle üretilen modüllerde daha yaygın karşılaşılmakta olup ve tek başına yangın oluşturma riski düşüktür. Ancak bu hata bir bypass diyotun arızasıyla birlikte olursa modül için önemli veya daha büyük olasılıkla tam güç kaybına ek olarak önemli bir güvenlik tehlikesine sebep olur. Boşluklar tüm sistem voltajına tabii olarak, camı eritebilecek sıcaklıklarda büyük ve sürekli bir ark oluşturabilir.

Çalışma prensipleri açısından; Stringler (diziler) birbirine bağlanan fotovoltaik panellerden oluşur ve bu şekilde oluşan diziler de invertere bağlıdır. İnverterler alternatif akım toplayıcı bir panoya ve bu panodan da transformatör üzerinden şebekeye bağlanmaktadır.

Merkezi inverterlerde ise fotovoltaik panel dizilerinin bağlantıları bir doğru akım toplayıcı kutusunda toplanmakta ve bu kutudan merkezi invertere bağlantı sağlanmaktadır. Merkezi inverter ise transformatör üzerinden şebekeye bağlanmaktadır. Bu çalışma prensibi dikkate alındığında String hataları tüm tesisin çıkış gücünü düşürmektedir ve termografik muayenede inventör düzeniyle eşleşen bitişik panellerin ısı karakteristikleri göre analiz edilmektedir.

Güneş enerji sistemlerinde kısmi gölgelenme durumunda güç, gerilime bağlı olarak önemli oranda değişir ve panelin çıkış gücünü düşürür.

Fotovoltaik sistemlerde hücrelerin bir kısmına gölge düştüğünde, bu hücreler diyot gibi davranarak diğer hücreler tarafından üretilen akımı engeller. Diyot gibi davranan bu hücreler aynı zamanda diğer hücrelerin gerilimine tabiidir ve lokal aşırı ısınmalara sebep olarak bağlantının delinmesine neden olur ve modüle zarar verir. Bu hatalar, fotovoltaik sistemin çevresini saran bitki örtüsü, insan yapımı yapılar veya hatalı kurulum sebebiyle bitişik sıralar tarafından engellenen güneş ışığı sebebiyle oluşur.

MapperX, gölgelenme hatalarını tespit eder ve raporlar. Güneş enerjisi santrallerinde verimliliği arttırmak için rapordaki yönergeleri izleyebilirsiniz.