เทคนิคตรวจสอบ Defect แผงโซลาร์เซลล์

สรุปแบบย่อ : ปัญหาแผงโซลาร์เซลล์ผลิตไฟตกโดยที่กระจกภายนอกไม่ได้แตกหรือสกปรก มักเกิดจาก 2 เรื่องในระดับโครงสร้าง คือ Micro-crack (รอยร้าวขนาดไมครอนในเซลล์ซิลิคอนที่เกิดจากการกระแทกหรือการเหยียบแผง) และ PID (การรั่วไหลของประจุไฟฟ้าลงสู่โครงอะลูมิเนียมจากความชื้นสะสม) ปัญหาเหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า การบำรุงรักษาเชิงรุกจึงต้องอาศัยเทคโนโลยีขั้นสูง อย่างการใช้โดรนสแกนความร้อน และการถ่ายภาพรังสี เพื่อหาจุดบกพร่อง เคลมประกัน และป้องกันความเสี่ยงอัคคีภัยก่อนระบบล่ม

ทำไมค่าไฟถึงขึ้น ทั้งที่เพิ่งติดโซลาร์เซลล์ไปไม่กี่ปี?

เจ้าของโรงงานและผู้จัดการอาคารหลายท่านมักพบกับความผิดปกติของตัวเลขจุดคุ้มทุน หลังจากติดตั้งระบบ Solar Rooftop ไปได้ประมาณ 2-3 ปี โดยพบว่าปริมาณหน่วยไฟฟ้าที่ผลิตได้ลดลงอย่างต่อเนื่อง 10-20% ทำให้ต้องกลับมาดึงไฟจากการไฟฟ้ามากขึ้น ส่งผลให้ค่าไฟรายเดือนแพงขึ้น

เมื่อส่งทีมช่างซ่อมบำรุงขึ้นไปล้างทำความสะอาดและตรวจสอบด้วยตาเปล่า กลับพบว่ากระจกหน้าแผงยังคงใสสะอาด ไม่มีรอยแตกหัก สายไฟยึดติดแน่นหนาดี แต่ความจริงคือ แผงโซลาร์เซลล์อาจกำลังมี Hidden Defects ที่ทำลายระบบภายในของแผง ซึ่งหากปล่อยทิ้งไว้ ไม่เพียงแต่จะสูญเสียประสิทธิภาพการผลิตไฟฟ้า แต่ยังเป็นสาเหตุหลักของการเกิดความร้อนสะสมและเสี่ยงไฟไหม้บนหลังคาโรงงานอีกด้วย

Micro-crack รอยร้าวที่มองไม่เห็น

แผงโซลาร์เซลล์ประกอบขึ้นจากแผ่นเวเฟอร์ซิลิคอน ซึ่งมีความบางและเปราะกับแผ่นกระจกบางๆ แม้จะถูกเคลือบป้องกันด้วยกระจกนิรภัย (Tempered Glass) และกรอบอะลูมิเนียมแล้ว แต่ความเค้นเชิงกลก็ยังสามารถสร้างความเสียหายต่อซิลิคอนด้านในได้

รอยร้าวเหล่านี้มีขนาดเล็กระดับไมครอน หรือ Micro-crack ซึ่งตาเปล่ามองไม่เห็น และมักเกิดจากสาเหตุดังต่อไปนี้

• การขนส่งและการติดตั้งที่ไม่ได้มาตรฐาน: การกระแทก การวางแผงซ้อนกันผิดวิธี หรือการขันน็อตยึดแผง (Mounting) แน่นเกินไปจนเกิดความเค้น
• การเหยียบแผงขณะล้างทำความสะอาด: นี่คือสาเหตุอันดับหนึ่งในประเทศไทย ช่างที่ขาดความเชี่ยวชาญมักเดินเหยียบหรือคุกเข่าลงบนแผงโดยตรง ทำให้แผ่นซิลิคอนร้าวทันที
• สภาพอากาศรุนแรง: ลมพายุพัดกระโชกแรงที่ทำให้โครงสร้างหลังคาสั่นสะเทือน หรือพายุลูกเห็บ

เมื่อเวลาผ่านไป รอยร้าว Micro-crack จะขยายตัวกว้างขึ้นตามวงจรการหดและขยายตัวจากความร้อน ในเวลากลางวันและกลางคืน รอยร้าวนี้จะไปตัดขาดเส้นตารางนำไฟฟ้า ทำให้กระแสไฟฟ้าวิ่งผ่านไม่ได้และเกิดความต้านทานสูง พลังงานที่วิ่งผ่านไม่ได้จะถูกแปลงสภาพเป็นความร้อนสะสมเฉพาะจุด เรียกว่าปรากฏการณ์ Hot Spot ซึ่งสามารถมีความร้อนสูงทะลุ 150 – 200 องศาเซลเซียส ละลายแผ่นหลังและทำให้เกิดไฟไหม้ได้

ปัญหา PID (Potential Induced Degradation)

PID คือปรากฏการณ์การเสื่อมสภาพของโมดูลโซลาร์เซลล์ที่เกิดจาก ความต่างศักย์ไฟฟ้า มักเกิดกับระบบที่มีการต่อแผงแบบอนุกรมยาวๆ ซึ่งทำให้มีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (DC) สูงมากเมื่อเทียบกับโครงอะลูมิเนียมที่ถูกต่อสายดินไว้

ตามมาตรฐานวิศวกรรม IEC 62804 ได้ระบุถึงความเสี่ยงของ PID ว่ามักจะถูกเร่งปฏิกิริยาด้วย อุณหภูมิที่สูงและความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศสูง ซึ่งตรงกับสภาพภูมิอากาศของประเทศไทย (โดยเฉพาะโรงงานที่ตั้งอยู่ใกล้แหล่งน้ำ นิคมอุตสาหกรรมภาคตะวันออก หรือโรงงานที่มีไอระเหยจากกระบวนการผลิต)

ความชื้นและความร้อนจะทำให้ไอออนของโซเดียมในกระจกแตกตัวและเคลื่อนที่ ส่งผลให้เกิดการรั่วไหลของประจุไฟฟ้าจากเซลล์ซิลิคอน วิ่งทะลุชั้นฟิล์ม EVA ลงสู่เฟรมอะลูมิเนียม แทนที่กระแสไฟฟ้าเหล่านั้นจะวิ่งเข้าสู่อินเวอร์เตอร์เพื่อแปลงเป็นไฟใช้งาน แผงโซลาร์เซลล์ที่เกิดปัญหา PID อย่างหนัก อาจสูญเสียกำลังการผลิตได้ถึง 30-50% ภายในเวลาไม่กี่ปี

วิธีสังเกตและแยกแยะความผิดปกติของ Defect

ประเภทของ Defect	สาเหตุหลัก	อาการที่ส่งผลต่อระบบ (System Impact)	วิธีการตรวจสอบที่แม่นยำที่สุด
Micro-crack	การกระแทก, การเหยียบแผง, พายุลมแรง	เกิด Hot spot, แผงไหม้เฉพาะจุด, เสี่ยงต่อการเกิดประกายไฟ	ถ่ายภาพ EL Testing, โดรนสแกนความร้อน
PID Effect	ความชื้นสูง, แรงดันไฟฟ้าสูง, ขาดการตรวจเช็ก Grounding	กระแสไฟฟ้า (Current) ดรอปลงทั้งสตริง, แผงเสื่อมสภาพก่อนวัยอันควร	วัดค่า I-V Curve, ถ่ายภาพ EL Testing
Snail Trails	ความชื้นทำปฏิกิริยากับวัสดุพิมพ์ Busbar บริเวณที่มีรอยร้าว	ปรากฏรอยเส้นสีดำคล้ายรอยหอยทากเดินบนแผง (มองเห็นด้วยตาเปล่า)	ตรวจสอบด้วยตาเปล่า (Visual Inspection)
Bypass Diode เสีย	ฟ้าผ่า, ไฟกระชาก (Surge), การเกิดเงาบังเป็นเวลานาน	แผงผลิตไฟหายไป 1 ใน 3 หรือหายไปทั้งแผงทันที	วัดค่าแรงดันไฟฟ้า (Open Circuit Voltage: Voc)

3 วิธีในการตรวจสอบ Defect

เพื่อรับมือกับปัญหาที่มองไม่เห็น บริษัทผู้ให้บริการรับติดตั้งและดูแลรักษาระบบโซลาร์เซลล์ที่ได้มาตรฐานวิศวกรรม จะไม่ใช้เพียงการตรวจสอบด้วยตาเปล่า แต่จะใช้เครื่องมือทดสอบขั้นสูง ได้แก่

1. โดรนสแกนความร้อน การใช้โดรนที่ติดกล้องอินฟราเรด (IR) บินตรวจสอบเหนือหลังคาโรงงาน เป็นวิธีที่รวดเร็วและปลอดภัยที่สุดในการหา Hot Spot โดรนจะจับภาพความแตกต่างของอุณหภูมิบนแผง หากแผงไหนมีเซลล์ที่อุณหภูมิสูงกว่าจุดอื่นอย่างผิดปกติ วิศวกรจะสามารถระบุพิกัดและเข้าไปแก้ไขแผงนั้นๆ ได้ทันทีก่อนเกิดเพลิงไหม้
2. การทดสอบด้วยภาพถ่ายรังสี เครื่องมือนี้ทำงานคล้ายกับการเอกซเรย์แผงโซลาร์เซลล์ โดยช่างจะป้อนกระแสไฟฟ้าย้อนกลับเข้าไปในแผง เซลล์ซิลิคอนที่สมบูรณ์จะเปล่งแสงอินฟราเรดออกมาอย่างสม่ำเสมอ แต่จุดที่มี Micro-crack หรือจุดที่เกิด PID จะแสดงผลเป็นรอยเส้นสีดำอย่างชัดเจน ภาพถ่ายเป็นหลักฐานสำคัญระดับสากลที่ใช้ในการ เคลมประกันสินค้า (Warranty Claim) กับโรงงานผู้ผลิต
3. การวัดค่า I-V Curve (Current-Voltage Characteristic) เป็นการใช้เครื่องมือวัดทางไฟฟ้าเพื่อวาดกราฟความสัมพันธ์ระหว่างกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าของแต่ละสตริง รูปทรงของกราฟ I-V สามารถฟ้องอาการป่วยของระบบได้แม่นยำมาก เช่น กราฟมีรอยหยักบ่งบอกถึงการทำงานของ Bypass Diode ที่ผิดปกติ หรือกราฟลาดเอียงลง บ่งบอกถึงปัญหาความต้านทานที่เพิ่มขึ้นจาก PID หรือสายไฟเสื่อมสภาพ

ล็อกซเล่ย์ คอนสตรั่คชั่น แมททรีเรียล

Email: [email protected]
Phone: (66) 085-360-0480
Line OA: @Loxcons

คำถามที่พบบ่อย (FAQs)