태양광 손실 평가 서비스: 현장 절차, EL/IV/열이미지 테스트 및 IEC/UL/NEC 준수

태양광 손실 평가는 손상 원인 파악, 현장 평가 절차, EL 사용, IV 곡선 측정 및 적외선 열이미지를 포함합니다. IEC/UL/NEC 기준을 준수하고, 모듈, 인버터, BOS 및 구조별 손실을 분류하며, 보고서 작성, 권장 복구 및 안전 보장을 포함합니다.

PV 시스템의 일반적인 손상 원인.

태양광 손실 평가 서비스는 다음과 같은 손상 원인을 완전히 식별하는 데 중점을 둡니다: (1) 외부 조건 및 운영 – 태풍, 번개, 침수, 고온, 우박, 강풍은 모듈, 케이블 및 인버터에 기계적 손상을 줄 수 있습니다. (2) PID, 핫스팟 및 마이크로크랙과 같은 특별한 물리적 현상은 성능을 떨어뜨리고 모듈을 저하시킵니다. (3) 시공 및 유지 관리 오류 – 느슨한 접합, 부정확한 배선, 케이블 손상, 절연 물질의 노화, 절연 파손으로 인한 DC 아크 결함, 비표준 커넥터. (4) 보조 장비 – 인버터 과열, 외부 회로 오류, 연결 오류, 접지 소실, 습한 환경의 영향. (5) 모듈에 대한 물리적 영향 – 균열, 유리 긁힘, 물/습기 침투로 인한 부식 및 전기 안전 위험. 이러한 내용은 PV 사고를 체계적으로 조사하는 기반입니다.

혹독한 환경 조건에서 작동하는 PV 프로젝트의 경우, 태양광 전기의 문제를 근본적으로 식별하는 것은 시스템의 안전, 효율성 및 수명을 최적화하는 데 도움이 됩니다.태양광 전기의 문제

1) 외부 조건 및 운영

• 태풍, 강풍: 반복적인 기계적 충격은 모듈과 프레임을 변형시키고, 볼트/접합부를 느슨하게 하며, 장기간 스트레스로 인해 DC/AC 케이블과 인버터 모두에 영향을 미칩니다 [2][8].
• 번개: DC 아크 결함을 일으켜 연결부, 케이블 및 전기 장비에 화재와 합선을 유발할 수 있습니다 [1][2][6][7].
• 침수: 절연 파손을 유발하여 전기 부식, 수명 단축, 단락 및 누전 위험을 증가시킵니다 [2][5].
• 고온: 인버터 과열, 모듈의 핫스팟 위험 증가, 성능/수명 감소 및 절연 파손, 국소 방전을 촉진시킵니다 [3][6].
• 우박: 유리 균열 및 파손, 셀 손상 및 버스바 손상을 초래하며, 라미네이션 구조에 영향을 미쳐 성능이 저하되거나 모듈이 손상될 수 있습니다 [1][8].

2) 모듈의 특별한 물리적 현상

• PID (Potential Induced Degradation): 모듈과 대지 간의 전위차로 인한 성능 저하는 국소 방전을 유발하며, 전문가의 기술로 부분적으로 개선할 수 있습니다. PID 패널을 평가할 때는 전기 및 시간에 따른 영향의 측정 및 테스트를 결합해야 합니다 [4].
• 핫스팟: 음영, 용접 결함 또는 미세 균열로 인한 국소 발열; 핫스팟 PV는 수명을 단축시키며, 심각할 경우 모듈 화재를 초래할 수 있습니다 [1][4].
• 마이크로크랙: 셀 내의 미세 균열이 시간이 지남에 따라 증가하여 성능 저하를 초래합니다; 마이크로크랙 솔라는 육안으로 인식하기 어려운 경우가 많습니다 [4].
• LID/Light Soaking: 초기 효율 감소는 빛 영향으로 인해 저하된 영역을 생성하며, 부분적으로는 Light Soaking을 통해 회복될 수 있습니다 [4].
• 달팽이 자국: 산화 또는 은 접착제 결함으로 인한 검은 자국이며, 이 자국은 종종 마이크로크랙과 함께 나타납니다 [4].
• 분리: 모듈 층 간 분리로 인해 기계적인 약화를 초래하며 성능을 저하시킵니다 [8].
• 황색화/UV 노화: UV로 인해 EVA의 색상이 변하며, 빛 투과 효율을 감소시킵니다 [8].
• 오염: 먼지 축적으로 인해 셀 표면의 광류가 감소하여 출력이 줄어듭니다 [4].
• PID-복구: PID로 인한 손실의 일부를 전문적인 처리를 통해 복구할 수 있습니다 [4].

3) 시공 및 유지 보수 오류

• 느슨한 접합: 접촉 저항 증가로 인해 DC 아크, 핫스팟 및 화재 위험을 초래합니다 [1][2][3].
• 배선 오류: 단락, 인버터 화재 또는 전체 시스템 성능 저하를 일으킬 수 있습니다 [1][9].
• 모멘트를 올바르게 조이지 않음: 시간이 지남에 따라 느슨해지기 쉬우며, 방전 위험을 증가시키고 기계적 안정성을 저하시킵니다 [1][8].
• 전기 화학적 부식: 습기, 산소, 화학 물질로 인한 연결부, 케이블, 장비 손상 [2][5].
• 케이블/커넥터를 통해 습기가 침투: 일반적인 DC 아크, 누전 및 합선의 원인 [2][5].
• 쥐/흰개미에 의한 케이블 손상: 케이블 절단, 전송 손실 또는 화재 발생 [2].
• 절연체의 노화: 시간이 지남에 따라 절연 저항이 감소하여 누전 및 합선 위험이 증가 [5].
• DC 아크 결함: 잘못된 연결 또는 구성 요소 결함으로 인한 아크가 시스템 화재로 이어질 수 있습니다 [1][2][6].

4) 보조 장비의 문제

• 인버터 과열: 높은 환경 온도 또는 과부하로 인한 인버터 손상 또는 제어 보호 장치 동작을 초래할 수 있습니다 [3][5].
• MPPT 오류: 최대 전력점 추적 오류로 인한 전력 손실 [5].
• DC/AC 회로 오류: 회로 요소의 결함으로 인해 전압 손실 또는 비정상 동작 [5].
• 접지 결함: 접지 상실/결함으로 인한 누전, 화재 및 장비 손상 위험 [5][7].
• 극성 전위차로 인한 PID: 시스템 극성이 PID 발생 조건을 제공할 수 있습니다 [4].
• 전기 패널 내 습기/응결: 부품 산화, 합선 및 전자 회로 수명 감소 [5].
• 과전압/저전압/서지: 과전압/저전압 또는 낙뢰 및 전기 충격으로 인해 인버터 및 부품 파손이 발생할 수 있으며 적절한 SPD가 필요합니다 [1][6].

5) 모듈에 대한 물리적 영향

• 유리 균열, 셀 균열: 압력 또는 충돌(우박)을 원인으로 하여 성능 및 수명 저하 [1][8].
• 우박 영향: IEC 61215에 따라 우박에 대한 내구성을 평가 [8].
• 강화유리: 외부 충격 및 환경 조건에 대한 내구성 강화 [8].
• IEC 61215/61730: PV 모듈의 환경적, 기계적, 안전 요건 [8].
• 버스바/리본 파손: 셀 내 전류 흐름 손실로 인해 성능 저하 [4].
• 적층 공극: 구조 약점을 만들어 습기 침투 및 손상 위험 증가 [4].

6) 진단 및 검증 방법

• IV 곡선 측정: 모듈/체인의 성능을 평가하기 위해 I-V 특성을 측정 [4][8].
• EL (Electroluminescence): 마이크로크랙, 균열 및 숨겨진 결함 탐지 [4][8].
• IR 열화상: 핫스팟 및 비정상 방열 점을 식별하기 위한 열 이미지 [4].
• 드론 검사: 대규모 프로젝트에 빠르고 효율적인 공중 검사 [8].
• PR/PR 손실 비교: Performace Ratio 지수를 통해 시스템 저하 감지 [4][8].
• 스트링 레벨 모니터링: 각 스트링의 조기 오류 경고를 위해 모니터링 [4][8].
• 절연 저항 테스트 (MEGGER): 누전 탐지를 위한 절연 저항 측정 [5].
• Hi-Pot 테스트: 절연체의 고압 내구성 검사 [5].
• 서지 테스트: 과전압 대비 SPD/장비 평가를 위한 충격파 테스트 [6].
• 임피던스 분광 분석: 전기 화학적 결함 또는 모듈 내 구조 파손 식별 [4].

7) 관련 기준 및 권장 사항

• IEC 61215, IEC 61730, IEC 61646: 설계, 안전 및 모듈의 내구성 [8].
• IEC 62920, IEC TS 63126: 고온 조건 요건 [4].
• IEC 60364-7-712: PV용 AC/DC 전기 시스템 요건 [4].
• IEC 62446-1: 시스템 테스트, 검증 가이드 [4].
• UL 1741/9540: 인버터 및 에너지 저장 시스템(ESS)의 안전 [4].
• NEC, NFPA 70, IEEE: 태양광 전기 시스템 설계 및 안전 기준/규정 [4].

8) 위험 경감 조치

• 번개 보호, SPD: 적절한 SPD를 장착하여 낙뢰/과전압 방어 [1][6].
• 배수 설계: 국부 침수 방지, 습기 침투 제한 [2][5].
• IP 등급 업그레이드, 밀폐 강화: 환경 호환성 있는 보호 장비 선택, 습기/먼지 방지 밀봉 [2][5].
• UV 차단 소재: UV로 인한 접지, 커넥터의 노화 방지 [4][8].
• 표준 케이블 트레이/관: 기계적 충격 및 부식을 방지하는 케이블 보호 [2][5].
• 정확한 모멘트 조임: 장기적인 안정적 조임력 보장, 접합부 느슨한현상 방지 [1][8].
• 정기 점검: 조기 비정상 탐지 및 적시 조치 [4][5].
• 상태 모니터링: 성능 및 조기 오류 경고 지속적 온라인 모니터링 [4][8].

원인 진단에서 기준 및 위험 경감까지의 접근 방식으로 기업은 태양광 전기 문제를 관리하고 운영 수익을 극대화할 수 있습니다.

현장 평가 절차 및 전기 안전.

태양광 손실 평가 서비스는 현장 절차를 통해 다음을 포함하는 프로세스를 구현합니다: 모듈의 시각 검토, 구조, 접합부, 유리층, 번개 보호 및 케이블 보호 시스템; 전기 안전 검사는 절연 저항, 접지 시스템, 누전 및 아크 결함 위험을 파악합니다; 기록, 작동 상태 측정. 이 태양광 전기 검증 절차는 손상 원인 및 정도를 분석하기 위한 객관적인 데이터를 제공하며, 전원 차단, 절연 작업 도구 사용 및 테스트 절차에 따른 안전 검사를 통해 인력 및 장비의 안전을 유지합니다.

범위 및 목표

손상 후 태양광 전기 시스템에 대해 현장 평가는 손상 정도를 식별하고 운영 안전을 복구하기 위한 기반 단계입니다. 프로세스는 시각 검토, 전기 안전 검사, IEC/NEC 표준에 따른 대조 및 측정을 완료하여 해결책을 제안하는 데 중점을 둡니다.

현장 시각 검사

• PV 모듈: 균열, 유리 파손, 분리 손상 및 PID 징후로 인한 성능 저하 관찰. 핫스팟 및 접촉 불량을 탐지하기 위해 IEC 62446-1에 따라 열화상 촬영을 수행합니다. 이는 태양광 현장 평가의 핵심 부분으로 잠재적 위험을 초기 단절합니다.
• 구조 및 구조물: 부식, 변형, 기계적 손상 평가; 접합부, 나사, 용접부 및 습기, 녹이 구조 강도를 약화시킬 수 있는 징후를 검토합니다.
• 커넥터 및 접속 박스: 습기, 산화 또는 느슨함으로 인한 단락 가능성이 있는 커넥터 및 접속 박스 확인; DC/AC 케이블, 케이블 트레이, 덕트에서 발생할 수 있는 절단, 긁힘, 열화 및 벌레 손상 여부를 검토합니다.
• 번개 보호 및 과전압 보호 시스템: IEC 62305에 따른 PV 번개 보호 시스템 상태를 대조합니다. IEC 61643에 따라 서지 보호 장치(SPD) 장치의 작동 성능을 평가합니다.

기술 전기 안전 검사

• 절연 저항 측정: IEC 62446-1에 따라 메가옴 미터로 수행하여 케이블 및 모듈의 절연 저항이 안전 임계값(보통 > 1 MΩ)에 도달한 상태임을 확인합니다. 손상 후 전기 안전 검사에서 절연 저항 측정은 필수적입니다.
• IV 곡선, Voc/Isc: IEC 61215에 따라 IV 곡선을 측정하고 대조하여 성능 저하를 식별합니다.
• 접지 및 PE: 전기 접지 저항이 허용 한계 내에 있는지(예: < 100 Ω, 시스템에 따라 다름) 및 PE 보호 케이블이 지속적으로 일관되는지 확인하여 누전을 방지합니다.
• 누전 및 아크 감지 (AFCI): 누전 및 위험 아크 결함을 인식하고 절연하기 위해 전기 아크 탐지 장비를 사용합니다.
• 전체 시스템 열화상 촬영: IEC 62446-1에 따라 모듈, 접속 박스 및 케이블 열화상 촬영을 통해 핫스팟 및 불량 접촉을 확인합니다. 이 작업은 태양광 현장 평가를 정량적으로 지원하며, 이미지를 포함한 증거를 제공합니다.

현장 작업 시 안전 절차

• 전원 차단 (Isolation): PV 및 인버터 전원을 차단하고 Lockout-Tagout (LOTO)를 적용하여 테스트 동안 전원이 공급되지 않도록 보장합니다.
• PPE: 위험 수준에 맞는 적절한 절연 보호 장비, 절연 장갑, 고글 및 보호 장비를 착용합니다.
• 안전 거리: IEC 60364-7-712 및 NEC 690을 준수하여 전기 장비 작업 시 유지해야 할 거리입니다. 이는 현장 전기 안전 검사의 핵심 요구 사항입니다.

적용 기준

• IEC 62446-1:2016 – 그리드에 연결된 PV 시스템의 검사 요구 사항, IV 곡선, 절연 저항 측정, 열 화상 촬영 및 수락 테스트 문서화 포함.
• IEC 60364-7-712:2017/2025 – PV 설치, 누전 보호, 접지, 전기 안전 및 전기 작업 조건에 대한 규제.
• NEC Article 690 – 태양광 전기의 안전 요구 사항: 표기, 보호, 공급원 차단, 전압 한계, 과전류 보호.
• IEC 61215, IEC 61730 – PV 모듈의 신뢰성, 성능 및 전기-기계적 안전.
• IEC 62305, IEC 61643 – PV 번개 보호 시스템 및 서지 보호 장치(SPD) 보호.

손상 후 검사 절차

1. 전원 차단 및 안전 보장: LOTO, PPE, 인버터 및 PV 어레이 전원 차단.
2. 시각 검토: 모듈, 구조물; 유리 균열, 분리 손상 조사; PV 열화상 촬영으로 핫스팟 탐지.
3. 접속 박스, 커넥터, DC/AC 케이블 및 관로 검토: 손상, 습기, 산화, 누전 징후 확인.
4. PV 번개 보호 시스템 및 SPD 대조: 성능 평가, 관련 접지 측정.
5. 절연 및 전기 매개 변수 측정: Voc, Isc, IV 곡선, 절연 저항 측정 및 IEC 62446-1에 따라 PE 연속성 확인.
6. 누전 및 아크 검사: AFCI 장비를 사용하여 문제를 인식하고 격리합니다.
7. 온도 기록: 전체 모듈 집단, 접속 박스, 도체의 열화상 촬영.
8. 데이터 수집: SCADA, 인버터 로거, 사진 및 현장 기록 보관.
9. 기록 작성: 상태, 전기 안전 검사 결과 및 수리 제안 명시.

이 절차는 PV 현장 평가를 위한 충분한 증거와 국제 표준에 대한 준수를 보장합니다.

검증 보고서 샘플 내용

• 고객 정보, 프로젝트; 수행 시간, 인력.
• PV 시스템 설명: 용량, 모듈 수, 인버터.
• 시각 검토 결과, PV 열화상 촬영 및 핫스팟 탐지.
• 절연 저항, IV 곡선, Voc/Isc 결과; 접지 저항 및 PE 연속성.
• 아크/누전 인식 (AFCI) 및 영향 정도.
• 수리 및 조치 권장 사항; 검사자 및 소유자 서명.

IEC 62446-1, IEC 60364-7-712, NEC 690, IEC 61215, IEC 61730, IEC 62305 및 IEC 61643를 준수하여 PV 현장 평가 활동이 투명하고 일관되며 전기 안전 검사에 초점을 맞추고 있으며, 사고 후 시스템 복구를 위한 견고한 기술적 기반을 제공합니다.

시험 방법: EL, IV 곡선 및 열이미지.

태양광 손실 평가 서비스는 다음의 표준 도구 모음을 사용합니다: (1) 일반적인 시력으로는 볼 수 없는 마이크로크랙, 데드 셀 및 셀 효율 저하를 탐지하기 위해 모듈의 EL 검사를 수행합니다. (2) 조건 설정 하에 전력 저하, 내외부 회로 결함 식별을 위한 IV 곡선을 측정합니다. (3) 핫스팟, 과열 모듈 및 단락, 화재 위험을 초래할 수 있는 잘못된 접합을 확인하기 위해 적외선 열화상을 촬영합니다. EL, IV 곡선 및 열이미지의 조합은 영향의 양적 수준을 정확하게 신속히 파악하도록 돕습니다.

모듈 및 PV 체인의 품질 확인은 현재의 IEC 표준인 IEC 62446에 따라 EL PV 검사, IV 곡선 PV 및 열이미지 PV를 결합한 일관된 측정 절차가 필요합니다. 이는 재현 가능성, 비교 가능성을 보장하고, 태양광 패널 PID, 마이크로크랙 및 연결 오류 등의 현상을 진단하는 데 도움이 됩니다. EL PV 검사

모듈 PV를 위한 전자발광 (EL) 검사

• 원리: PV 셀에 전류를 공급하면 전기적 접합이 발생하여 적외선/근적외선 대역에서 포톤을 방출합니다. EL 이미지는 밝고 어두운 영역을 나타내며 이는 재료 품질과 마이크로크랙, 데드 셀 (inactive), 손상된 핑거/버스바, 셀 불일치 또는 태양광 패널 PID로 인한 저하 징후와 같은 결함과 관련이 있습니다.
• 장비: 정격 전류/전압 모듈을 자극하기 위한 DC 전원; 적외선 또는 감응성 CMOS 카메라, 적절한 파장을 여과해낼 수 있는 전문 카메라; 광 간섭을 줄이기 위한 어두운 환경 또는 차광실.
• 절차:
  1. 실험실: 정격 전류 공급 (보통 Isc에 근접), 재료 및 결함 분석을 위한 고해상도 EL 이미지 촬영.
  2. 현장: 이동식 장비 사용, 외부 조명 제어, 자극 전류 조정, 노출 시간 지정; 모듈, 전류, 조명 환경의 온도를 표준화.
• 관련 IEC 표준: IEC 60904-11, EL 측정 방법을 규정; IEC 61215 및 IEC 61646은 모듈의 내구성 및 결함 검사에 관한 지침을 제공하며, EL은 효과적인 도구로 사용됩니다.
• EL 이미지의 일반적인 결함 예시:
  • 마이크로크랙: 흩어진 어두운 반점, 시간이 지나면서 발전할 수 있음.
  • 셀 불일치: 셀이 고르지 못한 밝기.
  • PID: 국소적으로 밝기가 감소한 영역으로 인해 효율 저하를 유발.
  • 핑거/버스바 손상: 전기 핑거나 집진 막의 방향으로 있는 어두운 줄.
  • 비활성 셀/데드 셀: 단일 큰 어두운, 발광하지 않는 영역.
• 오차 요인: 환경 조명, 모듈 온도, 자극 전류, 노출 시간 및 촬영 각도가 신호 강도에 영향을 미치거나 이미지가 왜곡될 수 있음.

모듈/체인의 전류-전압 (I-V) 곡선 측정

• 측정 표준: IEC 60904는 PV 셀의 전기 표준입니다. IEC 60891은 IV 곡선을 STC 조건 (1000 W/m², 25 °C, AM 1.5G)으로 보정하여 공정한 비교를 위한 지침을 제공합니다.
• 분석 매개 변수:
  • Voc (개회로 전압), Isc (단락 전류), Pmax (최대 전력).
  • Fill Factor (FF) = Pmax / (Voc × Isc), 곡선의 “사각형” 정도를 반영함.
• I-V에서 오류 식별:
  • 출력 저하: Pmax가 원 데이터 또는 유사 모듈과 비교하여 감소.
  • 직렬 오류: 전압 감소; 병렬(셧) 오류: 전류 감소.
  • 그늘짐: 곡선 변형을 유발하여 국소적인 꺾임을 발생시킴.
  • 바이패스 다이오드 작동: 음전압 쪽의 특이한 기울기 변화에서 관찰됨.
  • 케이블 손실: 체인의 전류/전압 강하를 통해 추정.
• 측정 실습: 안정된 복사 강도 및 온도 조건에서 측정. 체인/모듈을 분리하여 비교. IEC 60891에 따라 IV 곡선을 STC로 보정하여 정확한 분석.

PV를 위한 적외선 열화상 (IR thermography)

• 기준 및 범위: IEC TS 62446-3 및 IEC 62446은 장비, 측정 조건 및 핫스팟, 분리, PID, 접속 박스 및 MC4 접합의 과열 탐지 방법을 규정합니다.
• UAV를 통해 설문조사: 무인 항공기를 사용하여 넓은 면적을 커버. 표면 발사율 조정을 위해 보정이 필요하며, 조사 주기를 조정하여 열맵을 유지보수합니다.
• 열 이미지에서 오류 식별:
  • 핫스팟: 셀/연결 결함으로 인한 고온 지점.
  • 분리: 열 차이가 있는 분리된 영역.
  • PID: 불규칙한 고온 영역.
  • 접속 박스/연결 과열: 국소적인 온도 상승을 표시함.
• 영향 요인 및 오차: 먼지/오염/습기로 인해 발생하는 방출률 변화; 표면 냉각을 촉매하는 바람; 조사 각도 및 비행 조건이 신호에 영향을 미침. 절차에 따라 규제되지 않으면 몇 도의 차이를 초래할 수 있음.

EL + I–V + IR을 결합하여 원인을 국지화하고 영향을 정량화

• 목표: 모듈(셀, 적층) 또는 BOS(연결, 케이블, 인버터)에 해당하는 오류를 구별; 셀 수준부터 체인/시스템 수준까지 평가.
• 조사 절차:
  1. I–V 측정: 전류, 전압, 전력, 직렬–병렬 오류 모델, 그늘짐 확인.
  2. EL 촬영: 셀 수준에서 미세 균열, 데드 셀, 불합치점, 태양광 패널 PID 징후의 위치 지정.
  3. IR 촬영: 핫스팟, 연결 과열을 탐지하여 안전 위험 평가.
  4. 데이터 종합: EL 이미지, IV 곡선 및 열이미지의 오류 샘플을 대조하여 모듈 또는 BOS에 해당하는 원인을 판별.
  5. 보고서 작성: 시각 자료, 성능 데이터, 영향 정도 및 복구 권장 사항 제공.
• 현장 최적 관행:
  • 측정 조건 및 장비 보정을 IEC 60904(EL, I–V) 및 IEC 62446(열화상 PV, 시스템 검사)에 따라 표준화.
  • 환경 기록 (온도, 복사 강도, 바람) 및 측정 전/후 장비 교차 검사.
  • 전문 분석 소프트웨어를 사용하여 EL/IR 이미지를 처리하고, I–V 데이터를 분석하며, 시간에 따라 추적하고 비교.

현재의 IEC 62446 및 관련 표준에 따라 EL PV 검사, IV 곡선 PV 분석 및 열화상 PV를 결합하여 진단 시간을 단축하고, 원인 تخص نت دي aanvullings قبل لتحويل tạo ngữ والبيع لماع kasutatakse الأستاذ。