Tyskland, der er kendt for sin bæredygtige praksis og miljøbevidsthed, har stået over for et presserende problem i solenergiindustrien. Problemet er relateret til den for tidlige ældning af bagsidearket i de 10 GW solcellemoduler, der bruges på en række forskellige steder. Dette har ført til et fald i effektiviteten af solpaneler og systemets ydeevne. Der findes dog løsninger på problemet, som vi undersøger i denne artikel.
Bagsidearkets ældningsproblem
Et bagsideark er et isolerende lag på bagsiden af et solpanelmodul. Dens primære funktion er at beskytte panelets indre lag mod eksterne miljøfaktorer såsom UV-stråling, høje temperaturer, vand og negative ioner.
Nedbrydning af bagsideark er anerkendt som en af hovedårsagerne til svigt af solcellepaneler. Dette er et særligt problem i tilfælde af tidlig nedbrydning, hvilket markerer de aluminiserede polyesterlag, som er af dårlig kvalitet. Den negative virkning af for tidlig nedbrydning af bagsideark strækker sig ud over selve solpanelet, da alle typer solceller bliver påvirket. Dette problem er tydeligt på tværs af alle skalaer af solcelleinstallationer, fra små tagsystemer til installationer i brugsskala.
Baggrund
Bagsidearknedbrydning har været genstand for bekymring globalt i et stykke tid nu; en tendens, der senere indhentede Tyskland. I 2013 indviede forskere fra Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems et omfattende projekt for at analysere forekomsten af ældning af bagsideark på tværs af 100 MW installerede solcellepaneler i Tyskland. Nedbrydning af bagsideark viste sig at være et væsentligt problem, da det tegnede sig for omkring 80 % af de rapporterede fejl.
Ydermere fandt forskerne, at graden af bagsidearknedbrydning varierede afhængigt af installationsstedet, hvor paneler installeret i kyst- og alpine områder var de mest berørte. Denne tendens er i overensstemmelse med undersøgelser udført over hele verden og fremhæver det generelle problem med bagsidearknedbrydning.
Årsager til ældning af bagsideark
Forskellige faktorer kan forårsage ældning af bagsideark, herunder forvitring, fabrikationsfejl, kvalitet, reparation og installationsfejl. Hovedårsagen til, at bagsideark forringes, er ultraviolet stråling: Dette skyldes, at bagsidearket indeholder polymerer og farvestoffer, der ikke er UV-resistente, hvilket får dem til at akkumulere varme i løbet af dagen og blive skøre over tid. Derudover kan eksponering for høje temperaturer, vand og negative ioner fremskynde ældningsprocessen betydeligt. Disse faktorer arbejder sammen, således at de over tid får bagsidearket til at miste sine beskyttende egenskaber, hvilket fører til, at hele solsystemet bremses.
Registrering af bagsidebeskadigelse
I betragtning af at nedbrydning af bagsideark i væsentlig grad påvirker ydeevnen af solcellemoduler, er det vigtigt at genkende dets omfang og spore tendenser. De spørgsmål, som vi skal overveje, når vi vurderer skader på bagsideark, er størrelsen, formen og alvoren af skaden. De hidtil anvendte metoder til at opdage sådanne skader involverer visuel inspektion af panelerne, selvom denne proces er udfordrende, tidskrævende og uundgåeligt tilbøjelig til menneskelige fejl.
For at løse dette problem er forskere begyndt at udvikle ikke-destruktive metoder, der sigter mod at opdage og måle skader på bagsideark mere præcist. Ultralyds- og maskinlæringsmetoder giver mere nøjagtig skadesdetektion og er komplementære til visuelle inspektioner. Derfor giver disse metoder mulighed for bedre analyse over kortere perioder.
Løsninger
Hvis det opdages tidligt, kan skader på bagsideark repareres hurtigt, hvilket forhindrer den i at sprede sig og fremmer systemets levedygtighed på længere sigt. Der er tre primære løsninger til at reparere skader på bagsideark.
For det første kan beskadigede bagsidesektioner repareres direkte på solpanelerne ved at dække de problematiske områder, gøre dem immune over for vejrpåvirkninger eller ved at bruge andre metoder såsom selvklæbende tape.
For det andet er udskiftning af bagsidearket en effektiv løsning, især hvis solpanelerne stadig er inden for deres garantiperiode.
Endelig kan proaktiv vedligeholdelse og hyppig inspektion af paneler forebygge eller identificere problemer tidligt, hvilket reducerer risikoen for betydelige skader. Dette kræver implementering af state-of-the-art overvågnings- og detektionssystemer.
Konklusion
Spørgsmålet om for tidlig aldring af bagsideark er et almindeligt problem i hele solenergiindustrien, og Tyskland er ingen undtagelse. Problemet er forårsaget af vejrforhold og dårlig produktionskvalitet, hvilket fører til et fald i systemets ydeevne på relativt kort tid. Selvom det er kompliceret at opdage skader på bagsideark nøjagtigt, er der flere metoder tilgængelige til at opnå dette. Hvis det opdages tidligt, er reparation eller udskiftning af bagsidearkene en forholdsvis enkel proces. Derudover kan implementering af proaktiv vedligeholdelse og regelmæssig inspektion undgå muligheder for omfattende skader. Det videnskabelige samfund kan arbejde hen imod udviklingen af bagsideark af bedre kvalitet, der er mere tilpasset de uregelmæssige vejrforhold og højere kvalitetskrav til solcelleanlæg.