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Untersuchungen der Transporteinflüsse auf Solarmodule

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Eingestellt 28, Mär 2014 in Photovoltaik von Gerhard Mathiak (21 Punkte)
Reklamationsfälle an Solarmodulen direkt auf den Baustellen betreffen oft den Glasbruch der Produkte. Bei PV-Modulen mit reklamierter geringer elektrischer Leistung stellt sich bei Untersuchungen mit Elektrolumineszenz heraus, dass die Solarzellen rissbehaftet sind und dadurch größere inaktive Zellbereiche aufweisen. Diese Risse in den Zellen können bei der Modulherstellung, beim Transport oder auf der Baustelle entstanden sein. Zur Vermeidung dieser Fehler können sowohl der Umgang mit den PV-Modulen als auch die Versandeinheiten verbessert werden. Die Frage nach der optimalen Transporteinheit betrifft den gesamten Transportweg der Module vom Produktionsstandort bis zur Baustelle mit Schiff und LKW. Der Normentwurf IEC 62759-1 beschäftigt sich mit der Belastung der PV- Module durch den Transport. Die Parameter der Prüfungen werden großenteils aus dem Transport anderer Produkte abgeleitet. Zur Validierung der Parameter werden die Beschleunigungen der Transporteinheiten und die daraus resultierenden Beschleunigungen und Schwingungen der PV-Module gemessen.  
Zur Bestimmung realer Belastungen sowie zur Validierung von Normbelastungen sind bei einer kompletten Transportkette von der Fabrikationsstätte bis zum Prüflabor sind Beschleunigungen mit verschiedenen Sensoren gemessen worden. Dies erfolgte in einer Zusammenarbeit mit dem PV-Modulherstellers Hanwha Solar One und dem Logistikdienstleisters DB Schenker. Die Modulboxen wurden doppelstöckig innerhalb eines Containers transportiert. Unterschiedliche Daten-Rekorder mit Beschleunigungssensoren wurden an der Box bzw. an dem Container angebracht, weitere Beschleunigungssensoren wurden an Modulen innerhalb der Transportbox befestigt. Auf dem Transport von China nach Deutschland zeigte der am Container befestigte Beschleunigungssensor besondere Beschleunigungsereignisse bei den Umschlagprozessen (siehe Abb. 1) beim Auf- und Umsetzen des Containers. Die Sensoren innerhalb der Transportbox zeigten während des Transports im Schiff kaum messbare Beschleunigungen.   
 
Beim Transport der Modulbox im LKW (siehe Abb. 2) auf guten Straßen blieben die Beschleunigungswerte deutlich unter dem ASTM D4169 Vergleichs PSD-Spektrum. Es konnte eine Verstärkung der Beschleunigungen im Bereich der Resonanzfrequenz festgestellt werden. Dieser Effekt tritt auch auf dem Simulationsprüfstand auf. Der Gut- Straßen Transport ist von der Norm gut abgedeckt. Die Frequenzrandbereiche f < 5 Hz und f > 150 Hz sind aufgrund der Messparameter verrauscht.   
 
Besondere Ereignisse konnten in der Fabrikationsstätte, im Abgangs- bzw. Ankunftshafen sowie im Empfangslager beim Ein- und Ausladen der Paletten gemessen werden. In Abb. 3 ist ein Ereignis beim Verladen dargestellt. In dem Frequenzbereich 20 Hz bis 100 Hz liegen die Schocks stellenweise über dem LKW-Transport-Spektrum. Diese Ereignisse werden aber in dem Normentwurf IEC 62759-1 durch die Halbsinusstöße mit 10g über 11ms dargestellt.  

 

Der Normentwurf IEC 62759-1 beschreibt Transport-Prüfungen für PV-Module in einer Verpackungseinheit. Als kritischer Transportweg wird der Transport per LKW erachtet. Dies bestätigt das Transportmonitoring, bei dem während des Schiffstransport keine kritischen Beschleunigungen auftraten.  

 

Neues Logistiksystem für PV-Module

  • Mehr Transparenz bei Handling und Transport
  • Risikominimierung im weltweiten Transport

Umfassendes Kontrollsystem mit drei Phasen


1.Prüfung:
Transportverpackung & Qualitätsprozesse in der Herstellung

  • Aufzeichnung der realen Transportstrecken (Verifizierung Normbelastung)
  • Nach IEC 62759-1
  • Transportsimulation in vorgesehener Transporteinheit
  • Umweltsimulation für einzelne Module im Labor

2.Optimierung und Kontrolle: Ausgangsmessung beim Verlassen des Werks

  • Qualifizierung der Leistungsmessung (Flasher) im Werk
  • Dokumentation der Mikrorisse (Elektrolumineszenz-Bilder)

3.Transportmonitoring und technische Kontrolle (Stichprobenmessung)

  • Transportmonitoring der Container (Schock, Vibration, GPS)
  • Schadensanalyse bei kritischer Belastung
  • Repräsentative Stichprobenmessung im europäischen Eingangslager

Data-Logger (China=>Köln)

  • Alle Sensoren haben komplette Zeit aufgezeichnet
  • Höchste Beschleunigungen beim Umladen und LKW-Transport
  • Transportnorm für PV-Module
  • IEC62759-1 (Entwurf= CDV)
  • Vibration Test (Transport)
  • Horizontalstoßprüfung/Kippfallprüfung
  • Schock
  • Handhabungstest/Bremsvorgänge=> PV Chain (Logistik-System)
  • Weitere Datenaufnahme
  • Transport zur/ auf Baustelle

Horizontaler oder vertikaler Modul-Transport?

Horizontaler oder vertikaler Modul-Transport?
(c-Si mit Rahmen, Plastikecken gegen Pappkarton)
Prinzipiell ist beides bei sachgerechter Verwendung gut möglich

Hier finden Sie die vollständige Präsentation

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PDF herunterladen: 23_Qualitätssicherung_Mathiak.pdf

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