Þýskaland, þekkt fyrir sjálfbæra starfshætti og umhverfisvitund, hefur staðið frammi fyrir brýnu vandamáli í sólarorkuiðnaðinum. Málið tengist ótímabærri öldrun bakhliðarinnar í 10 GW sólareiningunum sem notuð eru á ýmsum stöðum. Þetta hefur leitt til lækkunar á skilvirkni sólarrafhlöðna og afköstum kerfisins. Hins vegar eru til lausnir á vandamálinu, eins og við könnum í þessari grein.
Öldrunarvandamálið
Bakplata er einangrunarlag aftan á sólarplötueiningu. Aðalhlutverk þess er að vernda innri lög spjaldsins fyrir ytri umhverfisþáttum eins og UV geislun, háum hita, vatni og neikvæðum jónum.
Niðurbrot á bakplata er viðurkennt sem ein helsta orsök bilunar á ljósvökvaplötum. Þetta er sérstakt vandamál þegar um snemmbúna niðurbrot er að ræða, sem merkir álhúðuð pólýesterlög sem eru léleg. Neikvæð áhrif ótímabærrar niðurbrots bakplata ná út fyrir sólarplötuna sjálfa þar sem allar tegundir sólarsellna verða fyrir áhrifum. Þetta vandamál er áberandi á öllum mælikvarða sólaruppsetningar, allt frá litlum þakkerfum til uppsetninga í nytjastærð.
Bakgrunnur
Niðurbrot bakblaðs hefur verið áhyggjuefni á heimsvísu í nokkurn tíma núna; þróun sem síðar náði Þýskalandi. Árið 2013 opnuðu vísindamenn frá Fraunhofer stofnuninni fyrir sólarorkukerfi yfirgripsmikið verkefni til að greina algengi öldrunar á baksíðu yfir 100 MW af uppsettum ljósvökvaplötum í Þýskalandi. Niðurbrot á bakplötu reyndist vera verulegt vandamál þar sem það var um 80% af tilkynntum bilunum.
Ennfremur komust rannsakendur að því að niðurbrotsstig bakplata var mismunandi eftir uppsetningarstaðnum, þar sem spjöld sett upp á strandsvæðum og fjallasvæðum voru fyrir mestum áhrifum. Þessi þróun er í samræmi við rannsóknir sem gerðar hafa verið um allan heim og dregur fram almenna vandamálið við niðurbrot á baksíðu.
Orsakir baksíðu öldrunar
Ýmsir þættir geta valdið öldrun bakblaðsins, þar á meðal veðrun, framleiðsluvillur, gæði, viðgerðir og uppsetningarvillur. Aðalástæðan fyrir því að bakplötur versna er útfjólublá geislun: þetta er vegna þess að bakplatan inniheldur fjölliður og litarefni sem eru ekki UV-ónæm, sem veldur því að þau safnast fyrir hita yfir daginn og verða stökk með tímanum. Að auki getur útsetning fyrir háum hita, vatni og neikvæðum jónum flýtt verulega fyrir öldruninni. Þessir þættir vinna saman þannig að með tímanum valda þeir því að bakhliðin missir verndandi eiginleika sína, sem leiðir til þess að allt sólkerfið hægir á sér.
Greining á skemmdum á baksíðu
Í ljósi þess að niðurbrot bakblaðs hefur veruleg áhrif á frammistöðu sólareininga er nauðsynlegt að þekkja umfang þess og fylgjast með þróun. Þau atriði sem við verðum að hafa í huga við mat á skemmdum á baksíðu eru stærð, lögun og alvarleiki tjónsins. Aðferðirnar sem notaðar hafa verið hingað til til að greina slíkar skemmdir fela í sér sjónræna skoðun á spjöldum, þó að þetta ferli sé krefjandi, tímafrekt og óumflýjanlega viðkvæmt fyrir mannlegum mistökum.
Til að takast á við þetta vandamál hafa vísindamenn byrjað að þróa óeyðandi aðferðir sem miða að því að greina og mæla skemmdir á baksíðu með nákvæmari hætti. Ultrasonic og vélnámsaðferðir veita nákvæmari tjónagreiningu og eru ókeypis fyrir sjónrænar skoðanir. Þess vegna leyfa þessar aðferðir betri greiningu á styttri tímabilum.
Lausnir
Ef það uppgötvast snemma er hægt að laga skemmdir á bakhliðinni fljótt, koma í veg fyrir að þær breiðist út og stuðla að lífvænleika kerfisins til lengri tíma. Það eru þrjár aðallausnir til að laga skemmdir á baksíðu.
Í fyrsta lagi er hægt að gera við skemmda bakhliðarhluta beint á sólarplöturnar með því að hylja vandamálin, gera þau ónæm fyrir veðrunaráhrifum eða nota aðrar aðferðir eins og sjálflímandi borði.
Í öðru lagi er árangursrík lausn að skipta um baksíðuna alveg, sérstaklega ef sólarplöturnar eru enn innan ábyrgðartímans.
Að lokum getur fyrirbyggjandi viðhald og tíð skoðun á spjöldum komið í veg fyrir eða greint vandamál snemma og dregið úr hættu á verulegum skemmdum. Þetta krefst þess að beita nýjustu vöktunar- og uppgötvunarkerfum.
Niðurstaða
Málið um ótímabæra öldrun bakblaðsins er algengt mál í sólarorkuiðnaðinum og Þýskaland er engin undantekning. Vandamálið stafar af veðurskilyrðum og lélegum framleiðslugæðum, sem leiðir til lækkunar á afköstum kerfisins á tiltölulega stuttum tíma. Þó að það sé flókið að greina skemmdir á baksíðu nákvæmlega eru nokkrar aðferðir tiltækar til að ná þessu. Ef það uppgötvast snemma er tiltölulega einfalt ferli að gera við eða skipta um baksíðurnar. Að auki getur framkvæmd fyrirbyggjandi viðhalds og reglubundins eftirlits komið í veg fyrir möguleika á víðtækum skemmdum. Vísindasamfélagið getur unnið að þróun betri gæða bakblaða sem eru betur aðlagaðar að óstöðugum veðurskilyrðum og meiri gæðakröfum um sólaruppsetningar.