Проблема "довгого хвоста": кожна п'ята сонячна панель ламається, у чому причина
Згідно з новим дослідженням, проведеним в Австралії, приблизно п'ята частина сонячних панелей виходить з ладу набагато раніше очікуваного терміну.
Експерти з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW) вивчили дані про майже 11 000 різних зразків фотоелектричних елементів з усього світу і знайшли причину так званої проблеми "довгого хвоста", пов'язаної з падінням продуктивності модулів. Дослідження опублікували в науковому журналі IEEE.
Більшість сонячних енергосистем розраховані на термін служби близько 25 років, виходячи з гарантійного періоду. На графіках, що показують швидкість деградації панелей на рік, спостерігається довгий "хвіст", який вказує на те, що до 20% всіх зразків демонструють показники в 1,5 раза гірші за середні. Це свідчить про те, що велика кількість панелей деградують набагато швидше, швидко втрачаючи ефективність або зовсім виходячи з ладу.
Як розповів один з авторів статті Ян Тан пресслужбі університету, продуктивність системи зазвичай знижується приблизно на 0,9% на рік, однак дослідження показало, що в деяких системах це відбувається вдвічі швидше. Така проблема спостерігається приблизно в кожній дванадцятій панелі.
"Це означає, що для деяких систем термін їхньої корисної експлуатації може становити всього близько 11 років. Іншими словами, до 25 років вони можуть втратити близько 45% своєї продуктивності", — каже дослідник.
На думку вчених, "довгий хвіст" — не просто статистична аномалія, вона представляє серйозний фінансовий ризик для сонячних електростанцій, де встановлені сотні тисяч панелей, оскільки деякі з них не дають очікуваної кількості енергії і виходять з ладу.
Дослідження виявило три основні причини такого явища. Перша з них — взаємопов'язані збої, які провокують один одного на одній окремо взятій панелі.
Наприклад, якщо захисна плівка (задній шар на зворотному боці модуля) пошкоджена, всередину може потрапити волога, що потенційно може призвести до виходу з ладу електричної розподільної коробки та інших проблем, таких як тріщини в осередках або корозія. Такий "ефект доміно" призводить до швидкого зношування.
Друга причина — швидкий вихід з ладу відносно нових модулів, так звана "дитяча смертність". У цих панелях є критичні виробничі дефекти або недоліки матеріалів, які не виявляються під час контролю якості або тестування, але призводять до виходу з ладу всього через кілька років після встановлення.
Третя причина — незначні недоліки, які спочатку можуть не викликати проблем, але потім у випадковий момент призводять до раптового і серйозного зниження продуктивності. Це може бути крихітна мікротріщина в комірці або злегка неякісна пайка, яка залишається непоміченою до повного виходу з ладу.
Екстремальна деградація не пов'язана з кліматом, у якому вони працюють, що унеможливлює спотворення даних через зразки, поміщені в екстремальні умови, як-от дуже спекотні пустелі.
Раніше писали, що сонячні панелі виходять з ладу через стандартні плівки. Її роблять із речовини під назвою етиленвінілацетат, яка з часом викликає корозію.
Писали також, що сонячні панелі ламаються через три проблеми. Багато команд працюють за застарілими методами, що призводить до неправильного встановлення і неполадок.