太陽能板到底能不能踩？

太陽能板到底能不能踩？

太陽能板真的不能踩嗎？但雖然實務上拍到很多系統模組嚴重暗裂的情況，但還是很多人半信半疑。

最常見的質疑就是模組可通過5400Pa機械負荷認證測試（相當於16級風的風壓乘以三倍安全係數），也就是890公斤平均分佈於標準模組上（1.65m x 1m，60 cell常見尺寸），而工人的體重頂多100公斤，為什麼人不能踩？

首先5400Pa均佈負荷測試後，多少會有部份電池片破裂，只是功率下降小於5%，所以視為通過測試，但是客戶應該不希望剛裝好的系統就因為電池片破裂而少了5%功率。其次，5400Pa風壓是均勻分佈在模組上，模組的變形是平緩均勻的；而腳踩是集中負荷，會造成模組更大的局部彎曲變形，使電池片發生更多暗裂。

用下面受力變形示意圖來解釋均佈負荷與集中負荷的差別。受集中負荷的變形比較集中在中央，最大彎曲點在中央。受均佈負荷的變形比較均勻，模組彎曲度比較小。而電池片破裂主要決定於玻璃彎曲度，曲率大的地方容易發生電池片破裂。因此，雖然人的體重遠小於890公斤，但是體重集中在腳上比均佈負荷更容易發生電池片破裂。

聰明的你可能發現另外一個事實，電池片破裂位置與外力負荷的形式有關，所以我們可以從電池片破裂型態、位置來判斷模組是受到哪一種外力而破壞。確實沒錯，不過提醒大家實際狀況沒有像上圖這麼單純，因為這個圖把模組簡化為一根樑，而實際模組則是一個面，電池片破裂模式更複雜多變。這個簡化圖是為了說明方便，不宜過度引申。若有遇到需要判斷破壞模式的問題，可以提供照片給我們做進一步分析，從隱裂位置、方向、數量…等資訊，我們可以判斷缺陷的原因來自運輸、安裝還是出廠就有的問題。

如果你還是不相信，來看看我們做的實驗。我們請一位體重約75公斤的男性站在模組上，同時以EL相機拍攝（如下圖）。當第一腳踏上模組時，就聽到電池片碎裂的聲音，果然在EL影像上馬上看到嚴重破裂與暗區（如置頂圖）。

更有趣的是，當人離開時，本來變暗的區域又亮回來了（如下圖）。從連續動畫圖可以看出腳踏的外力使模組變形，造成電池片破裂且碎裂片與主體分離，電流進不去這個區域，就不會發出紅外光，所以EL拍攝出來呈現黑色暗區。當人離開模組時，模組又彈回原來的位置，剛剛分開的電池片碎片又與主體接觸了，所以電流又可以通過，在EL影像上又呈現通電發光的型態。

把圖片放大可以看出（如下圖，上圖為踩踏前，下圖為踩踏後），沒有踩踏時電池片上的隱裂還是存在。

這種隱裂我們在系統上常見，剛發生的時候碎片跟主體還微微相連，所以發電可以輸出，從監控系統看不出發電異常。但是經過日夜冬夏的熱脹冷縮變化後，碎片逐漸與主體分離，導致嚴重的功率下降，就成了我們在電站上看到的慘樣（如下圖）。

因此，奉勸各位千萬注意，模組是不能踩的，會造成肉眼不可見的電池片隱裂。一開始發電量沒有明顯減少，但是隨時間裂紋會成長並與電路分離，導致發電量下降。這個漸進的過程在監控系統上不容易被發現，但是若以EL檢測可以很容易地看出。

接著你要問，如果模組玻璃不能踩，那邊框能不能踩？模組摔到會不會壞？工具掉落模組上會不會打破電池片？請參考「太陽能板上常見施工造成的缺陷」。

延伸閱讀：

·      太陽能板上常見施工造成的缺陷

·      EL檢測技術介紹

·      太陽能系統IR熱影像空拍服務

關於作者：

林敬傑博士，業界朋友們暱稱為「傑博」

2004年在工業技術研究院從事太陽能模組研發，是國內最早開始研究太陽能的專家之一

2005年與德國萊因技術合作，在臺灣建立亞洲第一個太陽能檢測認證實驗室

2007年擔任德資企業a2pak Power茂暘能源技術長

2011年成立顧問公司PV Guider，提供專業諮詢與電站品質管控等服務

目前擔任：

PV Guider首席顧問

CNS國家標準審議委員

工研院量測中心顧問

SEMI產業標準工作小組召集人

Solar United國際太陽能產業聯盟工作小組技術專家

華聚基金會兩岸共通標準技術專家