Проблема "длинного хвоста": каждая пятая солнечная панель ломается, в чем причина
Согласно новому исследованию, проведенному в Австралии, примерно пятая часть солнечных панелей выходит из строя гораздо раньше ожидаемого срока.
Эксперты из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) изучили данные о почти 11 000 различных образцов фотоэлектрических элементов со всего мира и нашли причину так называемой проблемы "длинного хвоста", связанной с падением производительности модулей. Исследование опубликовали в научном журнале IEEE.
Большинство солнечных энергосистем рассчитаны на срок службы около 25 лет, исходя из гарантийного периода. На графиках, показывающих скорость деградации панелей в год, наблюдается длинный "хвост", указывающий на то, что до 20% всех образцов демонстрируют показатели в 1,5 раза хуже средних. Это говорит о том, что большое количество панелей деградируют гораздо быстрее, быстро теряя эффективность или вовсе выходя из строя.
Как рассказал один из авторов статьи Ян Тан прессс-службе университета, производительность системы обычно снижается примерно на 0,9% в год, однако исследование показало, что в некоторых системах это происходит в два раза быстрее. Такая проблема наблюдается примерно в каждой двенадцатой панели.
"Это означает, что для некоторых систем срок их полезной эксплуатации может составлять всего около 11 лет. Иными словами, к 25 годам они могут потерять около 45% своей производительности", — говорит исследователь.
По мнению ученых, "длинный хвост" — не просто статистическая аномалия, она представляет серьезный финансовый риск для солнечных электростанций, где установлены сотни тысяч панелей, поскольку некоторые из них не дают ожидаемого количества энергии и выходят из строя.
Исследование выявило три основные причины такого явления. Первая из них — взаимосвязанные сбои, которые провоцируют друг друга на одной отдельно взятой панели.
Например, если защитная пленка (задний слой на обратной стороне модуля) повреждена, внутрь может попасть влага, что потенциально может привести к выходу из строя электрической распределительной коробки и другим проблемам, таким как трещины в ячейках или коррозия. Такой "эффект домино" приводи к быстрому изнашиванию.
Вторая причина — быстрый выход из строя относительно новых модулей, так называемая "детская смертность". В этих панелях имеются критические производственные дефекты или недостатки материалов, которые не выявляются при контроле качества или тестировании, но приводят к выходу из строя всего через несколько лет после установки.
Третья причина — незначительные недостатки, которые поначалу могут не вызывать проблем, но затем в случайный момент приводят к внезапному и серьезному снижению производительности. Это может быть крошечная микротрещина в ячейке или слегка некачественная пайка, которая остается незамеченной до полного выхода из строя.
Экстремальная деградация не связана с климатом, в котором они работают, что исключает возможность искажения данных из-за образцов, помещенных в экстремальные условия, такие как очень жаркие пустыни.
Ранее писали, что солнечные панели выходят из строя из-за стандартных пленок. Ее делают из вещества под названием этиленвинилацетат, которое со временем вызывает коррозию.
Писали также, что солнечные панели ломаются из-за трех проблем. Многие команды работают по устаревшим методам, что приводит к неправильной установке и неполадкам.