Študija ugotavlja veliko nižjo-od-pričakovane degradacije solarnih modulov iz 1980-ih in 1990-ih

Raziskovalna skupina, ki jo vodi švicarska Univerza za uporabne znanosti (SUPSI), je izvedla dolgoročno-analizo šestih južnih-obrnjenih,-povezanih PV sistemov, nameščenih v Švici v poznih 1980-ih in zgodnjih 1990-ih. Raziskovalci so ugotovili, da so letne stopnje izgube električne energije sistemov v povprečju znašale 0,16 % do 0,24 %, kar je bistveno manj od 0,75 % do 1 % na leto, o katerih se običajno poroča v literaturi.

Študija je preučevala štiri nizko{0}}nadmorske sisteme streh v Möhlinu (310 m-VR-AM55), vzhodnem in zahodnem Tiergartenu v Burgdorfu (533 m-VR-SM55(HO)) in Burgdorf Finku (552 m-BA-SM55). Te naprave uporabljajo prezračevane ali-gradbene strešne konfiguracije. Analiza je vključevala tudi srednje{16}}nadmorski-elektrarno v Mont-Soleilu (1270 m-ALI-SM55) in dva visoko{23}}nadmorska višina,-sistema v Birgu (2677 m-VF-AM55) in Jungfraujoch (3462m-VF-SM75).

Vsi sistemi so opremljeni bodisi z moduli ARCO AM55, ki jih izdeluje -Arco Solar s sedežem v ZDA, ki je bil takrat največji svetovni proizvajalec PV z zmogljivostjo le 1 MW, ali moduli Siemens SM55, SM55-HO in SM75. Siemens je leta 1990 postal največji delničar Arco Solar. Moduli imajo nazivno izhodno moč med 48 W in 55 W in so sestavljeni iz steklene sprednje plošče, plasti za inkapsulacijo iz etilen-vinil acetata (EVA), celic iz monokristalnega silicija in polimernega laminata zadnje plošče.

Preskusna postavitev je vključevala-spremljanje izhodne moči izmeničnega in enosmernega toka, temperature okolice in modulov ter obsevanost ravni--nizov, izmerjeno s piranometri. Glede na pogoje na lokaciji so raziskovalci razvrstili naprave v nizko-, srednje- in visoko-podnebna območja.

"Za namene primerjalne analize sta bila dva modula Siemens SM55 od začetka spremljanja shranjena v nadzorovanem notranjem okolju v Laboratoriju za fotovoltaiko Univerze uporabnih znanosti v Bernu," ​​so povedali raziskovalci. Uporabili so tudi več-letno metodo-na-leto (več-YoY) za določitev stopenj izgube zmogljivosti na-sistemski ravni (PLR).

Rezultati kažejo, da se PLR ​​v vseh sistemih gibljejo od -0,12 % do -0,55 % na leto, s povprečjem od -0,24 % do -0,16 % na leto, kar je precej pod tipičnimi stopnjami razgradnje, prijavljenimi tako za starejše kot za sodobne fotovoltaične sisteme. Raziskovalci so tudi ugotovili, da sistemi na višji nadmorski višini na splošno kažejo višja povprečna razmerja učinkovitosti in nižje stopnje razgradnje kot primerljive naprave na nizki nadmorski višini, kljub izpostavljenosti večji obsevanosti in ultravijoličnemu sevanju.

Študija je nadalje razkrila, da moduli istega nominalnega tipa, vendar z različnimi notranjimi zasnovami, kažejo izrazito različno obnašanje pri degradaciji. Standardni moduli SM55 so pokazali ponavljajoče se okvare spajkalne vezi, kar je povzročilo povečano serijsko odpornost in zmanjšan faktor polnjenja. Nasprotno pa so moduli SM55-HO imeli koristi od spremenjene zasnove hrbtne plošče, ki zagotavlja večjo notranjo odbojnost in izboljšano dolgoročno stabilnost.

Na splošno ugotovitve kažejo, da dolgoročno degradacijo fotonapetostnih modulov zgodnje-generacije povzročajo predvsem toplotna obremenitev, pogoji prezračevanja in zasnova materiala, ne pa zgolj nadmorska višina ali obsevanje. Moduli, nameščeni v hladnejših, bolje-prezračevanih okoljih, so pokazali posebno stabilno delovanje v več desetletjih.

Rezultati testiranja so bili predstavljeni v prispevku »Tri desetletja, tri podnebja: okoljski in materialni vplivi na dolgoročno-zanesljivost fotovoltaičnih modulov«, objavljenem v EES Solar.

"Študija je ugotovila, da je količina--materiala (BOM) najbolj kritičen dejavnik, ki vpliva na dolgo življenjsko dobo fotovoltaičnih modulov," so zaključili. "Kljub temu, da so vsi moduli pripadali isti družini izdelkov, so razlike v kakovosti kapsul, polnilnih materialih in proizvodnih procesih povzročile znatne razlike v stopnjah razgradnje. Enkapsulanti zgodnje-generacije brez UV-stabilizacije so pokazali pospešeno staranje, medtem ko so kasnejše zasnove modulov z optimiziranimi hrbtnimi ploščami in izboljšano kakovostjo proizvodnje pokazale izjemno dolgoročno-stabilnost."