Tyskland, kjent for sin bærekraftige praksis og miljøbevissthet, har stått overfor et presserende problem i solenergiindustrien. Problemet er relatert til for tidlig aldring av baksidearket i de 10 GW solcellemodulene som brukes på en rekke steder. Dette har ført til en nedgang i effektiviteten til solcellepaneler og systemytelse. Det finnes imidlertid løsninger på problemet, som vi utforsker i denne artikkelen.
Baksidens aldringsproblem
Et backsheets er et isolerende lag på baksiden av en solcellepanelmodul. Dens primære funksjon er å beskytte de indre lagene av panelet mot eksterne miljøfaktorer som UV-stråling, høye temperaturer, vann og negative ioner.
Nedbrytning av baksideark er anerkjent som en av hovedårsakene til svikt i solcellepaneler. Dette er et spesielt problem i tilfelle av tidlig nedbrytning, som markerer de aluminiserte polyesterlagene som er av dårlig kvalitet. Den negative virkningen av for tidlig nedbrytning av baksideark strekker seg utover selve solcellepanelet siden alle typer solceller blir påvirket. Dette problemet er tydelig på tvers av alle skalaer av solcelleinstallasjoner, fra små taksystemer til installasjoner i bruksskala.
Bakgrunn
Nedbryting av baksideark har vært et tema for bekymring globalt en stund nå; en trend som senere tok igjen Tyskland. I 2013 innviet forskere fra Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems et omfattende prosjekt for å analysere prevalensen av aldring av baksideark på 100 MW installerte solcellepaneler i Tyskland. Nedbrytning av bakark ble funnet å være et betydelig problem, da det utgjorde omtrent 80 % av de rapporterte feilene.
Videre fant forskerne at graden av nedbrytning av baksidesjiktet varierte avhengig av installasjonsstedet, med paneler installert i kyst- og alpine områder som mest berørt. Denne trenden er i samsvar med studier utført over hele verden og fremhever det generelle problemet med nedbrytning av baksideark.
Årsaker til aldring av baksideark
Ulike faktorer kan forårsake aldring av bakark, inkludert forvitring, produksjonsfeil, kvalitet, reparasjon og installasjonsfeil. Hovedårsaken til at bakarkene forringes er ultrafiolett stråling: Dette er fordi baksjiktet inneholder polymerer og fargestoffer som ikke er UV-bestandige, noe som får dem til å akkumulere varme i løpet av dagen og bli sprø over tid. I tillegg kan eksponering for høye temperaturer, vann og negative ioner akselerere aldringsprosessen betydelig. Disse faktorene virker sammen slik at de over tid fører til at baksidearket mister sine beskyttende egenskaper, noe som fører til at hele solsystemet bremses.
Påvisning av skader på baksiden
Gitt at degradering av baksideark påvirker ytelsen til solcellemoduler betydelig, er det viktig å gjenkjenne omfanget og spore trender. Spørsmålene vi må vurdere når vi vurderer skade på baksideark er størrelsen, formen og alvorlighetsgraden av skaden. Metodene som er brukt til nå for å oppdage slike skader involverer visuell inspeksjon av panelene, selv om denne prosessen er utfordrende, tidkrevende og uunngåelig utsatt for menneskelige feil.
For å løse dette problemet har forskere begynt å utvikle ikke-destruktive metoder som tar sikte på å oppdage og måle skader på baksiden mer nøyaktig. Ultralyd- og maskinlæringsmetoder gir mer nøyaktig skadedeteksjon og er komplementære til visuelle inspeksjoner. Derfor gir disse metodene bedre analyse over kortere perioder.
Løsninger
Hvis det oppdages tidlig, kan skader på baksiden repareres raskt, og hindrer den i å spre seg og fremmer langsiktig systemlevedyktighet. Det er tre primære løsninger for å fikse skader på baksiden.
For det første kan skadede baksideseksjoner repareres direkte på solcellepanelene ved å dekke de problematiske områdene, gjøre dem immune mot forvitringseffekter eller bruke andre metoder som selvklebende tape.
For det andre er det en effektiv løsning å erstatte hele underlaget, spesielt hvis solcellepanelene fortsatt er innenfor garantiperioden.
Til slutt kan proaktivt vedlikehold og hyppig inspeksjon av paneler forhindre eller identifisere problemer tidlig, og redusere risikoen for betydelig skade. Dette krever utplassering av toppmoderne overvåkings- og deteksjonssystemer.
Konklusjon
Spørsmålet om for tidlig aldring av baksideark er et vanlig problem i solenergiindustrien, og Tyskland er intet unntak. Problemet er forårsaket av værforhold og dårlig produksjonskvalitet, noe som fører til nedgang i systemytelsen på relativt kort tid. Selv om det er komplisert å oppdage skade på baksiden nøyaktig, er det flere metoder tilgjengelig for å oppnå dette. Hvis det oppdages tidlig, er reparasjon eller utskifting av bakarkene en relativt enkel prosess. I tillegg kan implementering av proaktivt vedlikehold og regelmessig inspeksjon unngå muligheter for omfattende skader. Det vitenskapelige miljøet kan arbeide for utvikling av bakark av bedre kvalitet som er mer tilpasset de uregelmessige værforholdene og høyere kvalitetskrav til solcelleinstallasjoner.