Проблема "длинного хвоста": каждая пятая солнечная панель ломается, в чем причина

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.

Писали также, что солнечные панели ломаются из-за трех проблем. Многие команды работают по устаревшим методам, что приводит к неправильной установке и неполадкам.