Німеччина, відома своєю екологічною практикою та екологічною свідомістю, зіткнулася з гострою проблемою в галузі сонячної енергетики. Проблема пов’язана з передчасним старінням заднього листа в сонячних модулях потужністю 10 ГВт, які використовуються в різних місцях. Це призвело до зниження ефективності сонячних батарей і продуктивності системи. Однак існують рішення проблеми, як ми досліджуємо в цій статті.
Проблема старіння тильного листа
Підкладка — це ізоляційний шар на задній частині модуля сонячної панелі. Його основна функція полягає в захисті внутрішніх шарів панелі від факторів зовнішнього середовища, таких як ультрафіолетове випромінювання, високі температури, вода та негативні іони.
Деградація тильного шару визнана однією з основних причин виходу з ладу фотоелектричних панелей. Це є особливою проблемою у випадку ранньої деградації, позначаючи алюмінізовані шари поліефіру, які є низькою якістю. Негативний вплив передчасної деградації задньої панелі поширюється за межі самої сонячної панелі, оскільки це впливає на всі типи сонячних елементів. Ця проблема очевидна для всіх масштабів сонячних установок, від невеликих систем на дахах до установок комунального масштабу.
Фон
Деградація задньої панелі вже деякий час є предметом занепокоєння в усьому світі; тенденція, яка пізніше наздогнала Німеччину. У 2013 році дослідники з Інституту сонячних енергетичних систем Фраунгофера започаткували комплексний проект з аналізу поширеності старіння задньої панелі на 100 МВт встановлених фотоелектричних панелей у Німеччині. Виявлено, що погіршення якості тильного листа є значною проблемою, оскільки на нього припадає близько 80% повідомлених несправностей.
Крім того, дослідники виявили, що ступінь деградації тильного листа змінювався залежно від місця установки, при цьому найбільше постраждали панелі, встановлені в прибережних і альпійських районах. Ця тенденція узгоджується з дослідженнями, проведеними в усьому світі, і підкреслює загальну проблему деградації тильного листа.
Причини старіння тильного листа
Різні фактори можуть спричинити старіння тильного листа, зокрема атмосферні впливи, помилки виробництва, якість, помилки ремонту та встановлення. Основною причиною псування нижнього шару є ультрафіолетове випромінювання: це пов’язано з тим, що тильний лист містить полімери та барвники, які не є стійкими до УФ-випромінювання, через що вони накопичують тепло протягом дня та стають крихкими з часом. Крім того, вплив високих температур, води та негативних іонів може значно прискорити процес старіння. Ці фактори діють разом таким чином, що з часом призводять до втрати захисних властивостей тильного шару, що призводить до уповільнення роботи всієї сонячної системи.
Виявлення пошкодження заднього листа
Враховуючи, що деградація тильного шару суттєво впливає на продуктивність сонячних модулів, важливо розпізнати її ступінь і відстежувати тенденції. Питання, які ми повинні враховувати при оцінці пошкодження заднього листа, це розмір, форма та тяжкість пошкодження. Методи, які досі використовувалися для виявлення таких пошкоджень, передбачають візуальний огляд панелей, хоча цей процес є складним, трудомістким і неминуче схильним до людських помилок.
Щоб вирішити цю проблему, дослідники почали розробляти неруйнівні методи, спрямовані на точніше виявлення та вимірювання пошкоджень заднього листа. Ультразвукові методи та методи машинного навчання забезпечують більш точне виявлення пошкоджень і доповнюють візуальний огляд. Таким чином, ці методи дозволяють краще аналізувати протягом коротших періодів.
Рішення
Якщо виявити на ранніх стадіях, пошкодження тильного шару можна швидко усунути, зупинивши його поширення та сприяючи довгостроковій життєздатності системи. Є три основні рішення для усунення пошкоджень заднього листа.
По-перше, пошкоджені секції тильного листа можна відремонтувати безпосередньо на сонячних батареях, закривши проблемні ділянки, захищаючи їх від атмосферних впливів або використовуючи інші методи, такі як самоклеюча стрічка.
По-друге, ефективним рішенням є повна заміна задньої панелі, особливо якщо гарантійний термін сонячних панелей ще не закінчився.
Нарешті, профілактичне технічне обслуговування та частий огляд панелей можуть запобігти або виявити проблеми на ранній стадії, зменшуючи ризик значного пошкодження. Це вимагає розгортання найсучасніших систем моніторингу та виявлення.
Висновок
Проблема передчасного старіння тильного листа є загальною проблемою в галузі сонячної енергетики, і Німеччина не є винятком. Причиною проблеми є погодні умови та низька якість виготовлення, що призводить до зниження продуктивності системи за відносно короткий період. Хоча точно виявити пошкодження тильного листа складно, для цього доступно кілька методів. Якщо виявити на ранній стадії, ремонт або заміна задніх листів є відносно простим процесом. Крім того, запобіжне технічне обслуговування та регулярні перевірки можуть уникнути ймовірних значних пошкоджень. Наукове співтовариство може працювати над розробкою кращої якості задніх листів, які більш адаптовані до нестабільних погодних умов і вищих вимог до якості сонячних установок.