Saksa, joka tunnetaan kestävistä käytännöistään ja ympäristötietoisuudestaan, on ollut kiireellisen ongelman edessä aurinkoenergiateollisuudessa. Ongelma liittyy eri paikoissa käytettyjen 10 GW:n aurinkomoduulien taustakerroksen ennenaikaiseen vanhenemiseen. Tämä on johtanut aurinkopaneelien tehokkuuden ja järjestelmän suorituskyvyn heikkenemiseen. Ongelmaan on kuitenkin olemassa ratkaisuja, kuten tutkimme tässä artikkelissa.
Taustalevyn ikääntymisongelma
Taustalevy on aurinkopaneelimoduulin takana oleva eristävä kerros. Sen ensisijainen tehtävä on suojata paneelin sisäkerroksia ulkoisilta ympäristötekijöiltä, kuten UV-säteilyltä, korkeilta lämpötiloilta, vedeltä ja negatiivisilta ioneilta.
Taustalevyn heikkeneminen tunnustetaan yhdeksi tärkeimmistä aurinkopaneelien vikojen syistä. Tämä on erityinen ongelma varhaisessa hajoamisessa, jolloin aluminoidut polyesterikerrokset ovat huonolaatuisia. Taustalevyn ennenaikaisen rappeutumisen negatiivinen vaikutus ulottuu itse aurinkopaneelin ulkopuolelle, koska se vaikuttaa kaikentyyppisiin aurinkokennoihin. Tämä ongelma on ilmeinen kaikissa aurinkosähköasennuksissa pienistä kattojärjestelmistä yleishyödyllisiin asennuksiin.
Tausta
Taustalevyn huononeminen on ollut huolenaihe maailmanlaajuisesti jo jonkin aikaa; suuntaus, joka saavutti myöhemmin Saksan. Vuonna 2013 Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems -instituutin tutkijat käynnistivät kattavan hankkeen analysoidakseen taustalevyn ikääntymisen yleisyyttä 100 MW:n aurinkosähköpaneeleissa Saksassa. Taustalevyn rappeutumisen havaittiin olevan merkittävä ongelma, koska se vastasi noin 80 % raportoiduista vioista.
Lisäksi tutkijat havaitsivat, että taustalevyn huononemisen aste vaihteli asennuspaikan mukaan, ja eniten vaikuttivat rannikko- ja alppialueille asennetut paneelit. Tämä suuntaus on yhdenmukainen maailmanlaajuisesti tehtyjen tutkimusten kanssa ja korostaa taustalevyn huononemisen yleistä ongelmaa.
Taustalevyn ikääntymisen syyt
Erilaiset tekijät voivat aiheuttaa taustalevyn vanhenemista, mukaan lukien sään, valmistusvirheet, laatu-, korjaus- ja asennusvirheet. Pääasiallinen syy taustalevyjen huonontumiseen on ultraviolettisäteily: tämä johtuu siitä, että taustalevy sisältää polymeerejä ja väriaineita, jotka eivät ole UV-kestäviä, mikä saa ne keräämään lämpöä päivän aikana ja haurastumaan ajan myötä. Lisäksi altistuminen korkeille lämpötiloille, vedelle ja negatiivisille ioneille voi merkittävästi nopeuttaa ikääntymisprosessia. Nämä tekijät toimivat yhdessä siten, että ajan myötä taustalevy menettää suojaavia ominaisuuksiaan, mikä johtaa koko aurinkokunnan hidastumiseen.
Taustalevyn vaurion havaitseminen
Koska taustalevyn heikkeneminen vaikuttaa merkittävästi aurinkomoduulien suorituskykyyn, on olennaista tunnistaa sen laajuus ja seurata suuntauksia. Asiat, jotka meidän on otettava huomioon arvioitaessa taustalevyn vaurioita, ovat vaurion koko, muoto ja vakavuus. Tähän asti tällaisten vaurioiden havaitsemiseen käytetyt menetelmät sisältävät paneelien silmämääräisen tarkastuksen, vaikka tämä prosessi on haastava, aikaa vievä ja väistämättä altis inhimillisille virheille.
Tämän ongelman ratkaisemiseksi tutkijat ovat alkaneet kehittää tuhoamattomia menetelmiä, joiden tarkoituksena on havaita ja mitata taustalevyn vaurioita tarkemmin. Ultraääni- ja koneoppimismenetelmät mahdollistavat tarkemman vaurion havaitsemisen ja täydentävät silmämääräisiä tarkastuksia. Siksi nämä menetelmät mahdollistavat paremman analyysin lyhyemmillä ajanjaksoilla.
Ratkaisut
Jos taustalevyn vauriot havaitaan ajoissa, se voidaan korjata nopeasti, mikä estää niiden leviämisen ja edistää järjestelmän pitkän aikavälin elinkelpoisuutta. Taustalevyvaurioiden korjaamiseen on kolme ensisijaista ratkaisua.
Ensinnäkin vaurioituneet taustalevyosat voidaan korjata suoraan aurinkopaneeleilla peittämällä ongelmalliset kohdat, tehden niistä immuuni sään vaikutuksilta tai käyttämällä muita menetelmiä, kuten itseliimautuvaa teippiä.
Toiseksi taustalevyn vaihtaminen kokonaan on tehokas ratkaisu, varsinkin jos aurinkopaneelien takuuaika on vielä voimassa.
Lopuksi ennakoiva huolto ja paneelien säännöllinen tarkastus voivat estää tai tunnistaa ongelmat ajoissa, mikä vähentää merkittävien vaurioiden riskiä. Tämä edellyttää uusimpien valvonta- ja havaitsemisjärjestelmien käyttöönottoa.
Johtopäätös
Taustalevyn ennenaikainen ikääntyminen on yleinen ongelma aurinkoenergiateollisuudessa, eikä Saksa ole poikkeus. Ongelma johtuu sääolosuhteista ja huonosta valmistuslaadusta, mikä johtaa järjestelmän suorituskyvyn heikkenemiseen suhteellisen lyhyessä ajassa. Vaikka taustalevyn vaurioiden tarkka havaitseminen on monimutkaista, tämän saavuttamiseksi on useita menetelmiä. Jos taustalevyt havaitaan ajoissa, sen korjaaminen tai vaihtaminen on suhteellisen yksinkertainen prosessi. Lisäksi ennakoivalla huollolla ja säännöllisellä tarkastuksella voidaan välttää laajojen vahinkojen mahdollisuus. Tiedeyhteisö voi työskennellä kehittääkseen laadukkaampia taustalevyjä, jotka soveltuvat paremmin vaihteleviin sääolosuhteisiin ja aurinkolaitosten korkeampiin laatuvaatimuksiin.