Studija otkriva mnogo nižu-od-očekivanu degradaciju solarnih modula 1980-ih i 1990-ih

Istraživačka grupa predvođena švicarskim Univerzitetom primijenjenih nauka (SUPSI) izvršila je dugoročnu-analizu šest južno-povezanih na mrežu{2}} fotonaponskih sistema instaliranih u Švicarskoj krajem 1980-ih i početkom 1990-ih. Istraživači su otkrili da su godišnje stope gubitka energije sistema u prosjeku iznosile 0,16% do 0,24%, što je znatno niže od 0,75% do 1% godišnje koje se obično navode u literaturi.

Studija je ispitala četiri krovna sistema niske{0}}nadmorske visine smještena u Möhlinu (310 m-VR-AM55), Tiergarten Istočno i Zapadno u Burgdorfu (533 m-VR-SM55(HO)) i Burgdorf Fink (552 m{{111}BA). Ove instalacije koriste ventilirane ili krovne konfiguracije{14}}primijenjene u zgradama. Analiza je također uključila srednju{16}}komunalnu-elektronu na srednjoj nadmorskoj visini u Mont-Soleil (1270 m-OR-SM55) i dva visoka-visinska-sistema postavljena na fasadu u Birgu{267}AM{267} i 257 V Jungfraujoch (3462 m-VF-SM75).

Svi sistemi su opremljeni ili ARCO AM55 modulima koje proizvodi američki-Arco Solar, koji je u to vrijeme bio najveći svjetski PV proizvođač sa samo 1 MW kapacitetom, ili Siemens SM55, SM55-HO i SM75 modulima. Siemens je postao najveći dioničar Arco Solara 1990. Moduli imaju nominalnu snagu između 48 W i 55 W i sastoje se od staklenog prednjeg sloja, slojeva kapsula od etilen-vinil acetata (EVA), monokristalnih silikonskih ćelija i polimernog laminata zadnjeg sloja.

Postavljanje testa je uključivalo-nadgledanje izlazne snage naizmjenične i istosmjerne struje, temperature okoline i modula, i ozračenost ravni-- niza mjereno korištenjem piranometara na-licu mjesta. Na osnovu uslova na lokaciji, istraživači su klasifikovali instalacije u klimatske zone niske-, srednje{5}} i velike{6}}visinske zone.

"Za potrebe benčmarkinga, dva Siemens SM55 modula su pohranjena u kontrolisanom zatvorenom okruženju u fotonaponskoj laboratoriji Univerziteta primijenjenih nauka u Bernu od početka kampanje monitoringa", rekli su istraživači. Također su primijenili više-godišnji-na{4}}godišnji (više-Yyy) metod za određivanje stopa gubitka performansi na nivou sistema (PLR).

Rezultati pokazuju da se PLR ​​u svim sistemima kreću od -0,12% do -0,55% godišnje, sa prosjekom od -0,24% do -0,16% godišnje, znatno ispod tipičnih stopa degradacije prijavljenih i za starije i za moderne PV sisteme. Istraživači su također otkrili da sistemi na većoj nadmorskoj visini općenito pokazuju veće prosječne omjere performansi i niže stope degradacije od uporedivih instalacija na malim visinama, uprkos izloženosti većem zračenju i ultraljubičastom zračenju.

Studija je dalje otkrila da moduli istog nominalnog tipa, ali s različitim unutrašnjim dizajnom pokazuju značajno različito ponašanje degradacije. Standardni SM55 moduli su pokazivali ponavljajuće kvarove lemne veze, što je dovelo do povećanog otpora serije i smanjenog faktora punjenja. Za razliku od toga, SM55-HO moduli su imali koristi od modificiranog dizajna zadnje ploče koji pruža veću unutrašnju refleksiju i poboljšanu dugoročnu stabilnost.

Sve u svemu, nalazi pokazuju da je dugotrajna{0}}degradacija u fotonaponskim modulima rane-generacije prvenstveno vođena termičkim stresom, ventilacijskim uslovima i dizajnom materijala, a ne samo visinom ili zračenjem. Moduli instalirani u hladnijim, bolje-ventiliranim okruženjima pokazali su posebno stabilne performanse tokom više decenija.

Rezultati ispitivanja predstavljeni su u radu "Tri decenije, tri klime: uticaji životne sredine i materijala na dugoročnu-pouzdanost fotonaponskih modula", objavljenom u EES Solar.

"Studija je identificirala--materijal (BOM) kao najkritičniji faktor koji utječe na dugovječnost PV modula", zaključili su. "Uprkos tome da svi moduli pripadaju istoj porodici proizvoda, varijacije u kvalitetu kapsula, materijalima za punjenje i proizvodnim procesima rezultirale su značajnim razlikama u stopama degradacije. Rana-generacija kapsula bez UV stabilizacije pokazala je ubrzano starenje, dok su kasniji dizajni modula sa optimiziranim zadnjim listovima i poboljšanim kvalitetom proizvodnje pokazali}izuzetnu dugoročnu stabilnost{5}."