Тревожный звонок для энергетики: выяснилось, почему старые солнечные панели лучше новых

Исследование показало, что долговечность зависит от климата, температуры и даже способа установки. Специалисты поделились своими результатами в статье, опубликованной в журнале EES Solar.

Группа исследователей, работающая в Швейцарии, Австрии и Германии, проанализировала долгосрочную эффективность шести фотоэлектрических систем, установленных по всей Швейцарии в период с 1987 по 1993 год. Системы располагались в разных местах: от жилых домов на небольшой высоте до солнечных электростанций и коммерческих зданий в горных районах, причем в каждом из них имелись разные климатические условия и углы установки.

Анализ показал, что они по-прежнему эффективны, а главным фактором, определившим долговечность, стало качество материалов. Производительность панелей снижалась в среднем всего на 0,24% в год, что примерно в три раза медленнее, чем указано в документации для подобных систем. Спустя 30 лет большинство протестированных панелей сохранили более 80% своей первоначальной мощности.

"Это действительно показывает, что фотоэлектрические системы могут служить дольше, чем ожидалось, и это важный сигнал для фотоэлектрической отрасли", — заявил ведущий исследователь Эбрар Озкалай из Университета прикладных наук и искусств Южной Швейцарии.

Производители солнечных панелей обычно дают гарантию на свою продукцию на 25–30 лет. Хотя лабораторные испытания на ускоренное старение подтверждают эти оценки, они дают ограниченное представление об их сроке службы в реальных условиях. Мало кто тестировал панели в экстремальных климатических условиях или систематически сравнивал панели разных производителей.

Во время исследования команда выявила, что высота над уровнем моря и климат влияют на срок службы панелей. Эксплуатационные характеристики панелей на более низких высотах снижаются быстрее. Поверхность таких панелей часто нагревается до 80°C, что увеличивает термическую нагрузку, вызванную суточным и сезонным изменением температуры.

Спектроскопический анализ материалов панелей показал, что герметики и клеи разрушаются быстрее на малых высотах, что приводит к локальной коррозии и снижению электропроводности. Исследователи также отметили, что старые панели без ультрафиолетовых стабилизаторов разрушаются быстрее, чем другие панели.

Современные фотоэлектрические системы часто ориентированы на повышение эффективности и снижение затрат, поэтому используют более тонкие и низкокачественные материалы. Однако группа исследователей подчеркивает, что такая стратегия может поставить под угрозу их долгосрочную надежность. По мнению авторов, результаты исследования помогут улучшить ускоренные стрессовые испытания в лабораторных условиях.

"Характеристики всех материалов, которые входят в состав панели, оказывают большое влияние на производительность, даже если их производит одна и та же компания, — подчеркнул в комментарии изданию Chemistry World, Дирк Джордан, эксперт по фотоэлектрическим системам из Национальной лаборатории возобновляемой энергии США. — Мы можем извлечь уроки из этих старых панелей, чтобы, надеемся, новые прослужили так же долго".