Njemačka, poznata po svojim održivim praksama i ekološkoj svijesti, suočava se s hitnim problemom u industriji solarne energije. Problem je povezan s preranim starenjem stražnjeg sloja u solarnim modulima od 10 GW koji se koriste na raznim lokacijama. To je dovelo do pada učinkovitosti solarnih panela i performansi sustava. Međutim, postoje rješenja za problem, kao što istražujemo u ovom članku.
Problem starenja stražnje ploče
Stražnja ploča je izolacijski sloj na stražnjoj strani modula solarne ploče. Njegova primarna funkcija je zaštita unutarnjih slojeva panela od čimbenika vanjske okoline kao što su UV zračenje, visoke temperature, voda i negativni ioni.
Degradacija zadnje ploče prepoznata je kao jedan od glavnih uzroka kvara fotonaponskih panela. To je poseban problem u slučaju rane degradacije, obilježavanja slojeva aluminiziranog poliestera koji su loše kvalitete. Negativan utjecaj preuranjene degradacije stražnjeg sloja proteže se izvan same solarne ploče jer su pogođene sve vrste solarnih ćelija. Ovaj problem je evidentan na svim razinama solarnih instalacija, od malih krovnih sustava do instalacija na razini komunalnih usluga.
Pozadina
Degradacija stražnje ploče već je neko vrijeme predmet zabrinutosti na globalnoj razini; trend koji je kasnije zahvatio Njemačku. Godine 2013. istraživači s Fraunhofer instituta za solarne energetske sustave otvorili su sveobuhvatan projekt za analizu prevalencije starenja stražnje ploče na 100 MW instaliranih fotonaponskih panela u Njemačkoj. Utvrđeno je da je degradacija stražnje ploče značajan problem budući da čini oko 80% prijavljenih grešaka.
Nadalje, istraživači su otkrili da stupanj degradacije zadnje ploče varira ovisno o mjestu ugradnje, pri čemu su najviše pogođene ploče postavljene u obalnim i alpskim područjima. Ovaj trend je u skladu sa studijama provedenim u cijelom svijetu i naglašava opći problem degradacije stražnje ploče.
Uzroci starenja stražnje ploče
Različiti čimbenici mogu uzrokovati starenje stražnje ploče, uključujući vremenske uvjete, greške u proizvodnji, kvalitetu, popravke i pogreške pri ugradnji. Glavni razlog propadanja stražnjih ploča je ultraljubičasto zračenje: to je zato što stražnja ploča sadrži polimere i boje koji nisu otporni na UV zračenje, zbog čega akumuliraju toplinu tijekom dana i s vremenom postaju krti. Osim toga, izloženost visokim temperaturama, vodi i negativnim ionima može znatno ubrzati proces starenja. Ovi čimbenici djeluju zajedno tako da s vremenom dovode do toga da stražnja ploča izgubi svoja zaštitna svojstva, što dovodi do usporavanja cijelog solarnog sustava.
Otkrivanje oštećenja zadnje ploče
S obzirom da degradacija stražnjeg sloja značajno utječe na performanse solarnih modula, bitno je prepoznati njezin opseg i pratiti trendove. Problemi koje moramo uzeti u obzir pri procjeni oštećenja stražnjeg sloja su veličina, oblik i ozbiljnost oštećenja. Metode koje su se do sada koristile za otkrivanje takvih oštećenja uključuju vizualni pregled ploča, iako je ovaj proces izazovan, dugotrajan i neizbježno sklon ljudskim pogreškama.
Kako bi riješili ovaj problem, istraživači su počeli razvijati nedestruktivne metode usmjerene na točnije otkrivanje i mjerenje oštećenja zadnje ploče. Ultrazvučne metode i metode strojnog učenja omogućuju točnije otkrivanje oštećenja i dopunjuju vizualne preglede. Stoga ove metode omogućuju bolju analizu u kraćim razdobljima.
Rješenja
Ako se rano otkrije, oštećenje stražnjeg sloja može se brzo popraviti, zaustavljajući njegovo širenje i promičući dugoročnu održivost sustava. Postoje tri primarna rješenja za popravljanje oštećenja stražnjeg sloja.
Prvo, oštećeni dijelovi stražnje ploče mogu se popraviti izravno na solarnim panelima pokrivanjem problematičnih područja, čineći ih imunima na vremenske utjecaje ili korištenjem drugih metoda kao što je samoljepljiva traka.
Drugo, potpuna zamjena stražnje ploče je učinkovito rješenje, posebno ako su solarni paneli još uvijek unutar jamstvenog roka.
Naposljetku, proaktivno održavanje i česti pregledi ploča mogu spriječiti ili rano identificirati probleme, smanjujući rizik od značajne štete. To zahtijeva uvođenje najsuvremenijih sustava za nadzor i detekciju.
Zaključak
Problem preranog starenja stražnje ploče čest je problem u industriji solarne energije, a Njemačka nije iznimka. Problem je uzrokovan vremenskim uvjetima i lošom kvalitetom izrade, što dovodi do pada performansi sustava u relativno kratkom razdoblju. Iako je komplicirano točno otkriti oštećenje stražnje ploče, dostupno je nekoliko metoda da se to postigne. Ako se rano otkrije, popravak ili zamjena stražnjih ploča relativno je jednostavan postupak. Osim toga, provođenjem proaktivnog održavanja i redovitim pregledom mogu se izbjeći mogućnosti velikih oštećenja. Znanstvena zajednica može raditi na razvoju kvalitetnijih pozadinskih ploča koje su više prilagođene nestalnim vremenskim uvjetima i kvalitetnijim zahtjevima solarnih instalacija.