Скоро можем да станем свидетели на появата на соларни модули, проектирани за конкретни географски региони със специфичен климат (снимка: Wikimedia Commons)
Националната лаборатория за възобновяема енергия в САЩ (NREL) отбеляза увеличение на броя на случаите на „спонтанно счупване на стъклото“ при слънчеви фотоволтаични панели. Проблемът навярно има връзка със стремежа към олекотяване на модулите и може би ще доведе до създаване на изисквания или стандарти за соларното стъкло.
Стъклото е забележителен материал, използван заради своята химическа стабилност и визуална прозрачност. В слънчевите панели той обикновено се използва като защитен външен слой.
В своя годишен „Индекс на фотоволтаичните модули“ Изпитателният център за възобновяема енергия при NRELизследва възникващите проблеми при производството на соларно стъкло и работата му на терен. Центърът докладва за тревожно нарастване на случаите на спонтанно счупване на стъклото на слънчевия панел, понякога дори преди пускането в експлоатация.
„Спонтанното счупване на стъкло е пример за повреда, който не сме виждали. Когато за първи път започнах да работя върху надеждността на соларните модули преди седем или осем години, чувахме за счупване на стъкло най-вече при прояви на небрежност в практиките за поддръжка“, коментира д-р Тереза Барнс, ръководител на групата за фотоволтаична надеждност и производителност при NREL.
Сега това вече не е така и екипът на Барнс редовно получава доклади за счупване на стъкло при силициеви модули, без това да има връзка с преки щети от операциите по поддръжка или от удари от градушка, буря и др. Екипът е установил, че с времето средното качество на соларното стъкло изглежда намалява.
„Преди беше така, че модулите преминаваха теста за статично натоварване IEC 61215 с голям коефициент на безопасност“, казва Барнс. „Днес модулите или едва преминават базовия тест за статично натоварване, или изобщо не го преминават. Някои нови дизайни на модули просто не преминават теста за минимално статично натоварване.“
Екипът на NREL предполага, че повредата на стъклото в слънчевите панели се развива по начин, много подобен на процеса, който се развива у предното стъкло на автомобил, което се нуждае от подмяна. Когато предното стъкло на колата се повреди от удар, често това започва като само малка следа във формата на звезда – и тя обичайно незначителна. Но когато екстремните метеорологични условия с много високи или ниски температури се променят, повредата започва да се разраства и скоро по цялата повърхност се вижда голяма пукнатина или множество пукнатини.
„Смятаме, че подобна динамика може да бъде основна причина за т.нар. спонтанно счупване на слънчевото стъкло“, казва Барнс.
Има обаче и други фактори. Нарастването на случаите на счупванията вероятно се дължи и на тенденцията соларното стъкло да изтънява с течение на времето. За да олекотят соларните панели, производителите прибягват до все по-тънко стъкло.
Всеки производител може да закали стъкло с дебелина 3 мм, но при дебелини под 3 мм закаляването на стъклото е труден процес, обяснява Майк Пилиод от Central Tension, лектор на тазгодишния семинар на NREL за надеждност на фотоволтаичните модули. Сега лабораторията проучва внимателно тенденцията, за да разбере потенциалните клопки при използването на тънко стъкло в производството на слънчева енергия.
Барнс предупреди, че явлението може и да е комбинация от ефекти, които правят счупването на стъклото по-вероятно от преди. Модулите стават все по-големи по размер, рамките им стават все по-тънки, а монтажните шини – все по-близо една до друга. Всички тези фактори водят до „големи, тънки модули“, които оказват по-голям натиск върху стъклената повърхност, която също е по-тънка при много от съвременните модули.
В резултат на зачестяването на проблема все повече производители започват да говорят за въвеждане на по-дебели рамки и използване на закалено стъкло при соларните панели. Някои вендори дори отиват по-далеч, като се стремят да произвеждат модули, подготвени за конкретни климатични условия – например модули, закалени срещу градушка, или пък такива, устойчиви на екстремни метеорологични амплитуди.
„Преди десет години хората щяха да ви изгонят от бизнес-среща, ако споменете нещо за специални дизайни на соларни модули, които да са специфични за даден климат. Консенсусът беше, че това просто би било твърде скъпо“, посочи Барнс.
„Сега специфичните за климата модули и специфичните за климата тестове започват да изглеждат все по-жизнеспособни. Напълно възможно е в скоро време да станем свидетели на пазарната поява на модули, предназначени за конкретни географски региони, например такива, които са устойчиви на градушка, особено на някои пазари – където може да се окаже, че струва да платим повече предварително, за да разчитаме на устойчивост срещу градушка“, допълва той.