Saksamaa, kes on tuntud oma säästvate tavade ja keskkonnateadlikkuse poolest, on päikeseenergiatööstuses silmitsi pakilise probleemiga. Probleem on seotud mitmesugustes kohtades kasutatavate 10 GW päikesemoodulite taustakihi enneaegse vananemisega. See on kaasa toonud päikesepaneelide efektiivsuse ja süsteemi jõudluse languse. Siiski on probleemile lahendusi, nagu me selles artiklis uurime.
Tagalehe vananemise probleem
Tagakiht on isolatsioonikiht päikesepaneeli mooduli tagaküljel. Selle peamine ülesanne on kaitsta paneeli sisemisi kihte väliste keskkonnategurite, nagu UV-kiirgus, kõrge temperatuur, vesi ja negatiivsed ioonid, eest.
Aluskihi lagunemist peetakse üheks peamiseks fotogalvaaniliste paneelide rikke põhjuseks. See on eriline probleem varajase lagunemise korral, mis märgib halva kvaliteediga aluminiseeritud polüestri kihte. Tagakihi enneaegse lagunemise negatiivne mõju ulatub kaugemale päikesepaneelist endast, kuna see mõjutab kõiki päikesepatareide tüüpe. See probleem ilmneb kõigis päikesepatareide mastaapides, alates väikestest katusesüsteemidest kuni kommunaalsüsteemideni.
Taust
Tagalehtede halvenemine on juba mõnda aega olnud ülemaailmselt murettekitav; trend, mis hiljem Saksamaale järele jõudis. 2013. aastal käivitasid Fraunhoferi päikeseenergiasüsteemide instituudi teadlased põhjaliku projekti, mille eesmärk on analüüsida 100 MW võimsusega Saksamaal paigaldatud fotogalvaaniliste paneelide taustakihi vananemise levimust. Leiti, et taustalehe lagunemine on oluline probleem, kuna see moodustas umbes 80% teatatud vigadest.
Lisaks leidsid teadlased, et tagakihi lagunemise aste varieerus olenevalt paigalduskohast, kusjuures kõige rohkem mõjusid ranniku- ja mägipiirkondadele paigaldatud paneelid. See suundumus on kooskõlas kogu maailmas läbiviidud uuringutega ja tõstab esile taustalehe lagunemise üldise probleemi.
Tagalehtede vananemise põhjused
Tagalehe vananemist võivad põhjustada mitmesugused tegurid, sealhulgas ilmastikumõjud, tootmisvead, kvaliteedi-, remondi- ja paigaldusvead. Peamine põhjus, miks tagaplaadid riknevad, on ultraviolettkiirgus: selle põhjuseks on asjaolu, et tagakiht sisaldab polümeere ja värvaineid, mis ei ole UV-kindlad, mistõttu need koguvad päeva jooksul soojust ja muutuvad aja jooksul rabedaks. Lisaks võib kokkupuude kõrgete temperatuuride, vee ja negatiivsete ioonidega märkimisväärselt kiirendada vananemisprotsessi. Need tegurid töötavad koos nii, et aja jooksul kaotavad tagakihi kaitseomadused, mis viib kogu päikesesüsteemi aeglustumiseni.
Tagalehe kahjustuste tuvastamine
Arvestades, et taustakihi halvenemine mõjutab oluliselt päikesemoodulite jõudlust, on oluline ära tunda selle ulatus ja jälgida suundumusi. Probleemid, mida peame tagalehe kahjustuste hindamisel arvesse võtma, on kahjustuse suurus, kuju ja raskusaste. Seni selliste kahjustuste tuvastamiseks kasutatud meetodid hõlmavad paneelide visuaalset kontrollimist, kuigi see protsess on keeruline, aeganõudev ja vältimatult inimlike vigade oht.
Selle probleemi lahendamiseks on teadlased alustanud mittepurustavate meetodite väljatöötamist, mille eesmärk on taustalehe kahjustuste täpsem tuvastamine ja mõõtmine. Ultraheli- ja masinõppemeetodid tagavad kahjustuste täpsema tuvastamise ja täiendavad visuaalset kontrolli. Seetõttu võimaldavad need meetodid paremini analüüsida lühema perioodi jooksul.
Lahendused
Kui avastatakse varakult, saab tagaplaadi kahjustusi kiiresti parandada, peatades selle leviku ja edendades süsteemi pikemaajalist elujõulisust. Tagalehe kahjustuste parandamiseks on kolm peamist lahendust.
Esiteks saab kahjustatud tagakihi osad parandada otse päikesepaneelidel, kattes probleemsed kohad, muutes need ilmastikumõjude eest immuunseks või kasutades muid meetodeid, näiteks isekleepuvat teipi.
Teiseks on tagakihi täielik väljavahetamine tõhus lahendus, eriti kui päikesepaneelid on veel garantiiaja jooksul.
Lõpuks võib ennetav hooldus ja paneelide sagedane ülevaatus probleeme ennetada või varakult tuvastada, vähendades sellega oluliste kahjustuste ohtu. See nõuab nüüdisaegsete seire- ja tuvastamissüsteemide kasutuselevõttu.
Järeldus
Tagakihi enneaegse vananemise probleem on päikeseenergiatööstuses levinud probleem ja Saksamaa pole erand. Probleemi põhjustavad ilmastikutingimused ja halb tootmiskvaliteet, mis viib süsteemi jõudluse languseni suhteliselt lühikese aja jooksul. Kuigi tagalehe kahjustuste täpne tuvastamine on keeruline, on selle saavutamiseks saadaval mitu meetodit. Kui avastatakse varakult, on tagalehtede parandamine või asendamine suhteliselt lihtne protsess. Lisaks võib ennetava hoolduse ja regulaarse ülevaatuse rakendamine vältida ulatuslikke kahjustusi. Teadusringkonnad saavad töötada parema kvaliteediga taustalehtede väljatöötamise nimel, mis on paremini kohandatud ebastabiilsetele ilmastikutingimustele ja päikeseenergiaseadmete kõrgematele kvaliteedinõuetele.