Проблема "довгого хвоста": кожна п'ята сонячна панель виходить з ладу, в чому ж причина?

Згідно з новим дослідженням, проведеним в Австралії, близько 20% сонячних панелей перестають працювати значно раніше, ніж було прогнозовано.

Фахівці з Університету Нового Південного Уельсу (UNSW) провели детальний аналіз даних, які охоплюють близько 11 000 зразків фотоелектричних панелей з різних куточків світу. Вони виявили причину явища, відомого як "довгий хвіст", яке пов'язане зі зниженням ефективності модулів. Результати їхнього дослідження були опубліковані в науковому журналі IEEE.

Більшість сонячних енергетичних систем мають розрахунковий термін служби приблизно 25 років, що відповідає їх гарантійному періоду. На графіках, які ілюструють річну деградацію панелей, видно тривалий "хвіст", що свідчить про те, що до 20% усіх зразків демонструють показники, що в 1,5 рази нижчі за середні. Це вказує на те, що значна частина панелей деградує значно швидше, втрачаючи ефективність або навіть 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.

Відповідно до досліджень вчених, "довгий хвіст" є не лише статистичною аномалією, а й серйозною фінансовою загрозою для сонячних електростанцій, які оснащені сотнями тисяч панелей. Це пов'язано з тим, що деякі з цих панелей не забезпечують прогнозовану продуктивність і можуть виходити з ладу.

Дослідження виявило три ключові фактори, що спричиняють це явище. Перший з них полягає у взаємозалежних збої, які взаємно активізують один одного на конкретній панелі.

Наприклад, якщо захисний шар (задня поверхня модуля) отримав пошкодження, волога може проникнути всередину, що, у свою чергу, може викликати несправності в електричній розподільній коробці та спричинити інші проблеми, такі як тріщини в осередках або корозія. Це призводить до так званого "ефекту доміно", що швидко сприяє зношенню обладнання.

Ще однією причиною є швидка поломка відносно нових модулів, що отримала назву "дитяча смертність". Ці панелі можуть містити критичні виробничі дефекти або проблеми з матеріалами, які не виявляються під час процедури контролю якості чи тестування, але в результаті призводять до їх несправності всього через кілька років після монтажу.

Третя причина полягає в дрібних дефектах, які спочатку не створюють жодних труднощів, проте згодом можуть раптом призвести до значного зниження ефективності. Це може бути невелика мікротріщина в конструкції або не зовсім якісне з’єднання, що залишається непоміченим до моменту, коли система повністю виходить 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 повідомлялося, що сонячні панелі можуть зазнавати поломок через використання стандартних плівок. Ці плівки виготовляються з матеріалу, відомого як етиленвінілацетат, який з часом може призвести до корозійних процесів.

Також зазначалося, що сонячні панелі виходять з ладу з-за трьох основних причин. Багато бригад використовують застарілі підходи, що веде до неналежного монтажу та виникнення різних несправностей.