Nemčija, znana po svojih trajnostnih praksah in okoljski ozaveščenosti, se sooča s perečim problemom v industriji sončne energije. Težava je povezana s prezgodnjim staranjem hrbtne plošče v 10 GW solarnih modulih, ki se uporabljajo na različnih lokacijah. To je povzročilo upad učinkovitosti sončnih kolektorjev in delovanja sistema. Vendar pa obstajajo rešitve za težavo, kot jih raziskujemo v tem članku.
Problem staranja hrbtne plošče
Zadnja plošča je izolacijska plast na zadnji strani modula solarne plošče. Njegova primarna funkcija je zaščititi notranje plasti plošče pred dejavniki zunanjega okolja, kot so UV sevanje, visoke temperature, voda in negativni ioni.
Degradacija hrbtne plošče je priznana kot eden glavnih vzrokov za okvaro fotovoltaičnih panelov. To je poseben problem v primeru zgodnje razgradnje, ki označuje aluminizirane plasti poliestra, ki so slabe kakovosti. Negativni vpliv prezgodnje degradacije hrbtne plošče sega preko samega solarnega panela, saj so prizadete vse vrste sončnih celic. Ta težava je očitna na vseh stopnjah solarnih naprav, od majhnih strešnih sistemov do naprav v komunalnem obsegu.
Ozadje
Degradacija hrbtne plošče je že nekaj časa predmet skrbi po vsem svetu; trend, ki je kasneje dohitel Nemčijo. Leta 2013 so raziskovalci Fraunhoferjevega inštituta za sisteme sončne energije odprli obsežen projekt za analizo razširjenosti staranja hrbtne plošče pri 100 MW nameščenih fotonapetostnih plošč v Nemčiji. Ugotovljeno je bilo, da je degradacija hrbtne plošče velik problem, saj je predstavljala približno 80 % prijavljenih napak.
Poleg tega so raziskovalci ugotovili, da se stopnja degradacije hrbtne plošče razlikuje glede na mesto namestitve, pri čemer so bile najbolj prizadete plošče, nameščene na obalnih in alpskih območjih. Ta trend je skladen s študijami, izvedenimi po vsem svetu, in poudarja splošno težavo degradacije hrbtne plošče.
Vzroki za staranje hrbtne plošče
Različni dejavniki lahko povzročijo staranje hrbtne plošče, vključno z vremenskimi vplivi, napakami pri izdelavi, kakovostjo, napakami pri popravilu in namestitvi. Glavni razlog, zakaj se zadnje plošče kvarijo, je ultravijolično sevanje: to je zato, ker zadnja plošča vsebuje polimere in barvila, ki niso odporna na UV žarke, zaradi česar čez dan kopičijo toploto in sčasoma postanejo krhka. Poleg tega lahko izpostavljenost visokim temperaturam, vodi in negativnim ionom bistveno pospeši proces staranja. Ti dejavniki delujejo skupaj tako, da sčasoma povzročijo, da hrbtna plošča izgubi svoje zaščitne lastnosti, kar povzroči upočasnitev celotnega sončnega sistema.
Odkrivanje poškodb hrbtne plošče
Glede na to, da degradacija hrbtne plošče pomembno vpliva na delovanje solarnih modulov, je bistveno prepoznati njen obseg in slediti trendom. Težave, ki jih moramo upoštevati pri ocenjevanju škode na zadnji strani, so velikost, oblika in resnost škode. Do sedaj uporabljene metode za odkrivanje takšnih poškodb vključujejo vizualni pregled plošč, čeprav je ta postopek zahteven, dolgotrajen in neizogibno nagnjen k človeškim napakam.
Da bi rešili to težavo, so raziskovalci začeli razvijati nedestruktivne metode, namenjene natančnejšemu odkrivanju in merjenju poškodb hrbtne plošče. Ultrazvočne metode in metode strojnega učenja zagotavljajo natančnejše odkrivanje poškodb in dopolnjujejo vizualne preglede. Zato te metode omogočajo boljšo analizo v krajših obdobjih.
Rešitve
Če odkrijete zgodaj, je mogoče poškodbe hrbtne plošče hitro popraviti, preprečiti njihovo širjenje in spodbuditi dolgoročnejšo sposobnost preživetja sistema. Obstajajo tri glavne rešitve za odpravo poškodb hrbtne plošče.
Prvič, poškodovane dele hrbtne plošče je mogoče popraviti neposredno na sončnih kolektorjih, tako da prekrijete problematična področja, jih naredite odporne na vremenske vplive ali uporabite druge metode, kot je samolepilni trak.
Drugič, popolna zamenjava hrbtne plošče je učinkovita rešitev, zlasti če so solarni paneli še v garancijskem roku.
Nazadnje, proaktivno vzdrževanje in pogosti pregledi plošč lahko preprečijo ali zgodaj odkrijejo težave, kar zmanjša tveganje za znatno škodo. To zahteva uvedbo najsodobnejših sistemov za spremljanje in odkrivanje.
Zaključek
Problem prezgodnjega staranja hrbtne plošče je pogost problem v industriji sončne energije in Nemčija ni izjema. Težavo povzročajo vremenske razmere in slaba kakovost izdelave, kar vodi v upad delovanja sistema v relativno kratkem času. Čeprav je natančno odkriti poškodbe hrbtne plošče zapleteno, je za to na voljo več metod. Če ga odkrijete zgodaj, je popravilo ali zamenjava hrbtnih plošč razmeroma preprost postopek. Poleg tega se lahko z izvajanjem proaktivnega vzdrževanja in rednih pregledov izognete možnostim velike škode. Znanstvena skupnost si lahko prizadeva za razvoj kakovostnejših hrbtnih plošč, ki so bolj prilagojene nestanovitnim vremenskim razmeram in zahtevam višje kakovosti solarnih naprav.