Η Γερμανία, γνωστή για τις βιώσιμες πρακτικές και την περιβαλλοντική της συνείδηση, αντιμετωπίζει ένα πιεστικό ζήτημα στον κλάδο της ηλιακής ενέργειας. Το ζήτημα σχετίζεται με την πρόωρη γήρανση του κάτω φύλλου στις ηλιακές μονάδες 10 GW που χρησιμοποιούνται σε διάφορες τοποθεσίες. Αυτό οδήγησε σε μείωση της απόδοσης των ηλιακών συλλεκτών και της απόδοσης του συστήματος. Ωστόσο, υπάρχουν λύσεις στο πρόβλημα, όπως εξερευνούμε σε αυτό το άρθρο.
Το πρόβλημα της γήρανσης του κάτω φύλλου
Τα κάτω φύλλα είναι ένα μονωτικό στρώμα στο πίσω μέρος μιας μονάδας ηλιακού πάνελ. Η κύρια λειτουργία του είναι να προστατεύει τα εσωτερικά στρώματα του πάνελ από παράγοντες εξωτερικού περιβάλλοντος όπως η υπεριώδης ακτινοβολία, οι υψηλές θερμοκρασίες, το νερό και τα αρνητικά ιόντα.
Η υποβάθμιση του οπίσθιου φύλλου αναγνωρίζεται ως μία από τις κύριες αιτίες αστοχίας των φωτοβολταϊκών πάνελ. Αυτό είναι ένα ιδιαίτερο πρόβλημα στην περίπτωση της πρώιμης αποικοδόμησης, σημειώνοντας τα στρώματα αλουμινισμένου πολυεστέρα που είναι κακής ποιότητας. Ο αρνητικός αντίκτυπος της πρόωρης υποβάθμισης του κάτω φύλλου εκτείνεται πέρα από το ίδιο το ηλιακό πάνελ, καθώς επηρεάζονται όλοι οι τύποι ηλιακών κυψελών. Αυτό το ζήτημα είναι εμφανές σε όλες τις κλίμακες ηλιακών εγκαταστάσεων, από μικρά συστήματα ταράτσας έως εγκαταστάσεις σε κλίμακα κοινής χρήσης.
Ιστορικό
Η υποβάθμιση των φύλλων βάσης αποτελεί αντικείμενο ανησυχίας παγκοσμίως εδώ και λίγο καιρό. μια τάση που αργότερα έπιασε τη Γερμανία. Το 2013, ερευνητές από το Ινστιτούτο Fraunhofer για Συστήματα Ηλιακής Ενέργειας εγκαινίασαν ένα ολοκληρωμένο έργο για να αναλύσουν τον επιπολασμό της γήρανσης του κάτω φύλλου σε 100 MW εγκατεστημένων φωτοβολταϊκών πάνελ στη Γερμανία. Η υποβάθμιση του κάτω φύλλου βρέθηκε να είναι ένα σημαντικό πρόβλημα καθώς αντιπροσώπευε περίπου το 80% των αναφερόμενων σφαλμάτων.
Επιπλέον, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο βαθμός υποβάθμισης του κάτω φύλλου ποικίλλει ανάλογα με τον τόπο εγκατάστασης, με τα πάνελ που είναι εγκατεστημένα σε παράκτιες και αλπικές περιοχές να επηρεάζονται περισσότερο. Αυτή η τάση είναι συνεπής με μελέτες που έχουν πραγματοποιηθεί παγκοσμίως και υπογραμμίζει το γενικό πρόβλημα της υποβάθμισης του κάτω φύλλου.
Αιτίες γήρανσης του κάτω φύλλου
Διάφοροι παράγοντες μπορούν να προκαλέσουν τη γήρανση του κάτω φύλλου, συμπεριλαμβανομένων των καιρικών συνθηκών, των σφαλμάτων κατασκευής, της ποιότητας, της επισκευής και των σφαλμάτων εγκατάστασης. Ο κύριος λόγος για τον οποίο τα κάτω φύλλα φθείρονται είναι η υπεριώδης ακτινοβολία: αυτό συμβαίνει επειδή το κάτω φύλλο περιέχει πολυμερή και βαφές που δεν είναι ανθεκτικά στην υπεριώδη ακτινοβολία, γεγονός που τα αναγκάζει να συσσωρεύουν θερμότητα κατά τη διάρκεια της ημέρας και να γίνονται εύθραυστα με την πάροδο του χρόνου. Επιπλέον, η έκθεση σε υψηλές θερμοκρασίες, νερό και αρνητικά ιόντα μπορεί να επιταχύνει σημαντικά τη διαδικασία γήρανσης. Αυτοί οι παράγοντες συνεργάζονται έτσι ώστε, με την πάροδο του χρόνου, προκαλούν το πίσω φύλλο να χάνει τις προστατευτικές του ιδιότητες, οδηγώντας σε επιβράδυνση ολόκληρου του ηλιακού συστήματος.
Ανίχνευση ζημιάς στο πίσω φύλλο
Δεδομένου ότι η υποβάθμιση του κάτω φύλλου επηρεάζει σημαντικά την απόδοση των ηλιακών πλαισίων, είναι σημαντικό να αναγνωριστεί η έκτασή του και να παρακολουθούνται οι τάσεις. Τα ζητήματα που πρέπει να λάβουμε υπόψη κατά την αξιολόγηση της ζημιάς στο πίσω φύλλο είναι το μέγεθος, το σχήμα και η σοβαρότητα της ζημιάς. Οι μέθοδοι που χρησιμοποιήθηκαν μέχρι τώρα για την ανίχνευση τέτοιων ζημιών περιλαμβάνουν οπτική επιθεώρηση των πάνελ, αν και αυτή η διαδικασία είναι προκλητική, χρονοβόρα και αναπόφευκτα επιρρεπής σε ανθρώπινα λάθη.
Για την αντιμετώπιση αυτού του ζητήματος, οι ερευνητές άρχισαν να αναπτύσσουν μη καταστροφικές μεθόδους που στοχεύουν στην ακριβέστερη ανίχνευση και μέτρηση της ζημιάς στο πίσω φύλλο. Οι μέθοδοι υπερήχων και μηχανικής εκμάθησης παρέχουν ακριβέστερη ανίχνευση ζημιών και είναι δωρεάν για τις οπτικές επιθεωρήσεις. Επομένως, αυτές οι μέθοδοι επιτρέπουν καλύτερη ανάλυση σε μικρότερες περιόδους.
Λύσεις
Εάν εντοπιστεί έγκαιρα, η ζημιά στο κάτω φύλλο μπορεί να διορθωθεί γρήγορα, εμποδίζοντας την εξάπλωσή της και προωθώντας τη μακροπρόθεσμη βιωσιμότητα του συστήματος. Υπάρχουν τρεις κύριες λύσεις για τη διόρθωση ζημιών στο πίσω φύλλο.
Πρώτον, τα κατεστραμμένα τμήματα του κάτω φύλλου μπορούν να επισκευαστούν απευθείας στους ηλιακούς συλλέκτες καλύπτοντας τις προβληματικές περιοχές, καθιστώντας τα απρόσβλητα από τις καιρικές συνθήκες ή χρησιμοποιώντας άλλες μεθόδους, όπως αυτοκόλλητη ταινία.
Δεύτερον, η πλήρης αντικατάσταση του κάτω φύλλου είναι μια αποτελεσματική λύση, ειδικά εάν τα ηλιακά πάνελ βρίσκονται ακόμα εντός της περιόδου εγγύησης.
Τέλος, η προληπτική συντήρηση και η συχνή επιθεώρηση των πάνελ μπορούν να αποτρέψουν ή να εντοπίσουν προβλήματα έγκαιρα, μειώνοντας τον κίνδυνο σημαντικής ζημιάς. Αυτό απαιτεί την ανάπτυξη συστημάτων παρακολούθησης και ανίχνευσης τελευταίας τεχνολογίας.
συμπέρασμα
Το θέμα της πρόωρης γήρανσης του κάτω φύλλου είναι ένα κοινό ζήτημα σε όλη τη βιομηχανία ηλιακής ενέργειας και η Γερμανία δεν αποτελεί εξαίρεση. Το πρόβλημα προκαλείται από τις καιρικές συνθήκες και την κακή ποιότητα κατασκευής, με αποτέλεσμα την πτώση της απόδοσης του συστήματος σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Παρόλο που είναι περίπλοκο να ανιχνεύσετε με ακρίβεια τη ζημιά στο πίσω φύλλο, υπάρχουν αρκετές μέθοδοι για να επιτευχθεί αυτό. Εάν εντοπιστεί έγκαιρα, η επισκευή ή η αντικατάσταση των φύλλων πλάτης είναι μια σχετικά απλή διαδικασία. Επιπλέον, η εφαρμογή της προληπτικής συντήρησης και της τακτικής επιθεώρησης μπορεί να αποφύγει τις πιθανότητες εκτεταμένων ζημιών. Η επιστημονική κοινότητα μπορεί να εργαστεί για την ανάπτυξη φύλλων βάσης καλύτερης ποιότητας που είναι πιο προσαρμοσμένα στις ασταθείς καιρικές συνθήκες και στις απαιτήσεις υψηλότερης ποιότητας των ηλιακών εγκαταστάσεων.