Tańsza produkcja modułów PV nie zwiększa szybkości ich degradacji – wnioski z badania

Producenci modułów fotowoltaicznych obniżają koszty produkcji fotowoltaiki poprzez modyfikacje technologii. Nowe technologie modułów PV choć tańsze w produkcji mogą charakteryzować się niższą wydajnością i wyższą podatnością na zjawiska, które ją obniżają. Naukowcy z Sandia National Laboratories w USA sprawdzili, jak częste zmiany w technologii modułów fotowoltaicznych wpływają na ich długoterminową wydajność. Jakie są wnioski z badań?

Zdjęcie autora: Jakub Król

Jakub Król

Redaktor GLOBENERGIA

Technologie modułów fotowoltaicznych podlegają ciągłym zmianom. Mogą to być całkowite zmiany technologii ogniw, ale także zmiany grubości szkła. Producenci fotowoltaiki chcą w ten sposób zoptymalizować koszty produkcji, dzięki czemu jednostkowo moduły PV stają się coraz tańsze. Częste zmiany technologii produkcji zmotywowały naukowców pracujących pod kierunkiem Sandia National Laboratories w USA do sprawdzenia, jak te częste zmiany wpływają na  długoterminową wydajność modułów PV.

Degradacja modułów fotowoltaicznych - na czym polega?

Każdy moduł fotowoltaiczny traci wydajność w czasie jego eksploatacji. Jak możemy przeczytać w książce Instalacje Fotowoltaiczne Bogdana Szymańskiego, średnia roczna utrata mocy mieści się w przedziale od 0,35 proc. do 0,8 proc. Wiele modułów fotowoltaicznych traci od 1 proc. do kilku (3-5 proc.) swojej mocy nominalnej w wyniku szybkiej i krótkotrwałej degradacji pod wpływem promieniowania słonecznego tzw. LID. Zjawisko to jest jednak krótkotrwałe i po początkowym okresie osłabienia światłem proces utraty mocy stabilizuje się i utrzymuje na niskim poziomie.

Analiza degradacji modułów fotowoltaicznych

Amerykańscy naukowcy rozpoczęli badanie już w 2016 r. Zakupili wówczas 834 modułów fotowoltaicznych od siedmiu producentów. Moduły poddane analizie były gromadzone przez naukowców przez dwa lata. Zakupione moduły reprezentowały 13 technologii. Od 2018 r. grupa badawcza monitoruje wydajność tych modułów w różnych lokalizacjach charakteryzujących się różnymi warunkami klimatycznymi. 

Testy modułów fotowoltaicznych

Testy odbywały się w trzech lokalizacjach - w Nowym Meksyku, Kolorado i na Florydzie. Wybrane moduły reprezentowały 55 proc. amerykańskiego rynku modułów w 2020 r. (w oparciu o dane rynkowe z Wood Mackenzie). Jak wyglądały testy? Amerykańska grupa badawcza zainstalowała moduły w wybranych lokalizacjach. Moduły były sprawdzane co roku i porównywane z modułami kontrolnymi, które w okresie testów były przechowywane w ciemnym i chłodnym pomieszczeniu.

Pełna procedura badania została opublikowana na portalu Progress in Photovoltaics

Wnioski z badania modułów fotowoltaicznych

Zgodnie z przeprowadzonym badaniem, moduły zainstalowane w gorącym i wilgotnym klimacie subtropikalnym na Florydzie odnotowały znaczne tempo degradacji. Naukowcy zaznaczają, że aby zweryfikować ten trend, konieczna była większa próbka modułów.

Wyniki badania wskazują, że stopień degradacji 26,1 proc. analizowanych modułów przekroczył limity określone w gwarancji. Naukowcy wykazali również, że 56,5 proc. badanych modułów fotowoltaicznych, po 30 latach eksploatacji będzie nadal działać na poziomie lepszym niż 80 proc. ich początkowej wydajności - przy założeniu, że będą podlegały degradacji w tym samym stopniu.

A czy niższe koszty modułów przekładają się na szybszy spadek ich wydajności? Naukowcy podsumowują, że mimo gwałtownych spadków kosztów modułów fotowoltaicznych, nie wydaje się, że ma to wpływ na stopień utraty wydajności modułów.

Źródło: pv-magazine.com, Onymous early-life performance degradation analysis of recent photovoltaic module technologies

Zobacz również