Стъклата на много фотоволтаични панели се напукват без видима причина
(снимка: CC0 Public Domain)
Слънчеви електроцентрали, инсталирани по целия свят, са засегнати от “епидемия” от напукани стъкла. Все още няма обяснение за това, но сигнали за повреди на фотоволтаичните панели идват от най-различни места.
Мениджърите на големи слънчеви електроцентрали по света бият тревога. Има много съобщения за случаи на повредени фотопанели без видима причина, според публикация на PV Magazine. Анализът на ситуацията показва, че това може да се дължи на промени в технологиите за производство на панели, които не са взети предвид по време на тестване на готовите продукти.
„Видяхме съобщения за счупени стъкла [на панели] без видима причина, идващи от Бразилия, Чили, Австралия, Съединените щати и други страни”, казва Тристан Ерион-Лорико, вицепрезидент по продажби и маркетинг на лабораторията за тестване на соларно оборудване PVEL. “Това не зависи от региона, вида на системата и производителя. Ето защо е толкова тревожно”.
Към момента няма точна статистика за повредените панели по различни проекти. Според анализа на PVEL, става дума за стотици MW инсталирана мощност. Някои случаи са подробно разследвани и дори са намерени обяснения за щетите. По-специално се изтъква фактът, че стъкленото покритие на панелите е повредено от прекалено мощни роботизирани косачки, които хвърлят камъни по тях. В повечето случаи обаче причините за повреди не са идентифицирани.
Отделно операторите на слънчеви електроцентрали подчертават, че повредените фотопанели не са били изложени на силен вятър, дъжд или градушка. Просто при поредната проверка внезапно биват открити нови пукнатини в стъкленото покритие на панелите, каквито не е имало при предишни проверки.
Ранният анализ на случаи на напукване на защитното стъкло на фотопанелите показа, че в много случаи това важи за определен модел. Повредите се отнасят за фотопанели с две защитни стъкла – по едно от всяка страна на соларния модул. Преди фотопанелите бяха покрити само с едно защитно закалено стъкло 3,2 мм от горната страна на модула, докато задната част имаше пластмасова основа.
Преди около 10 години компаниите започнаха да произвеждат фотопанели със защитно стъкло от двете страни на модула, което трябваше да повиши устойчивостта им на външната среда и натоварванията. Въпреки това, за да се намали теглото на модулите, дебелината на защитното закалено стъкло беше намалена до 2 мм, което в крайна сметка увеличи вероятността от повреда.
Производителите уверяват, че двойните стъклени панели са тествани, за да отговарят на индустриалните стандарти, но това не важи за всеки пуснат панел. Освен това стандартът позволява смяна на доставчика на защитно стъкло без допълнителна сертификация. Докато при 3,2 мм стъкло няма голяма разлика между различните доставчици, за по-тънко стъкло изглежда, че изборът на материали трябва да бъда по-селективен.
Експертите също така отбелязват, че технологията за закаляване на стъклото осигурява различно качество в зависимост от дебелината и добавките. Например, стъклото трябва да е сравнително дебело, така че нагряването на вътрешността да е на определено ниво. В крайна сметка това е въпрос на производствени разходи. Ако имат възможност да спестят пари, производителите ще се възползват от нея.
И накрая, намаляването на дебелината на стъклото направи възможно олекотяване на рамката на модулите, но това увеличи натоварването директно върху стъклото. Същото важи и за методите за закрепване (захващане) на фотопанелите към системи за регулиране на ъгъла на светлината и просто към стационарни стойки.
Производителите на панели, от своя страна, вземат предвид тези точки (но не всички) и издават препоръки относно методите на закрепване и допустимите натоварвания, но няма единна методология или стандарт. Следователно в индустрията е налице нарастваща нужда от преразглеждане на редица стандарти, например за тестване на панелите от производителите и извършване на ново сертифициране.
Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) на САЩ вече се зае с проблема. Експертите започнаха да изучават случаи на повреда на фотопанели, като анализират стъклото, неговите структура, качество, химичен състав и физични свойства. За целта се използва специално оборудване и се разработват научни методи. Тези усилия ще помогнат при изготвянето на нови стандарти за тестване на качеството на фотопанелите и способността им да издържат на механични натоварвания.
„Спуканото стъкло ни изненада, макар и да знаехме до известна степен, че има слабости и пропуски в методите за тестване. Сега ще се опитаме да разберем първопричината и ще разработим тестове, за да гарантираме, че това няма да се случи отново. На този етап имаме проучване и въпроси, но все още нямаме отговори”, обобщава ситуацията Ингрид Репинс, старши научен сътрудник в групата за надеждност на фотоволтаичните системи на NREL.