Проучването открива много по-ниско-от-очакваното влошаване на слънчевите модули от 1980-те и 1990-те години

Изследователска група, ръководена от Швейцарския университет за приложни науки (SUPSI), извърши дългосрочен-анализ на шест южно-свързани към мрежата- фотоволтаични системи, инсталирани в Швейцария в края на 80-те и началото на 90-те години на миналия век. Изследователите установиха, че годишните нива на загуба на мощност на системите са средно 0,16% до 0,24%, значително по-ниски от 0,75% до 1% годишно, обикновено съобщавани в литературата.

Проучването изследва четири покривни системи с ниска{0}}надморска височина, разположени в Möhlin (310m-VR-AM55), Tiergarten East and West в Бургдорф (533m-VR-SM55(HO)) и Burgdorf Fink (552m-BA-SM55). Тези инсталации използват вентилирани или{14}}сградни покривни конфигурации. Анализът също така включва-на средна{16}}надморска височина-мащабна инсталация в Mont-Soleil (1270m-OR-SM55) и две високо{23}}надморска височина, монтирани-системи в Birg (2677m-VF-AM55) и Юнгфрауйох (3462m-VF-SM75).

Всички системи са оборудвани или с модули ARCO AM55, произведени от -базираната в САЩ Arco Solar, която беше най-големият фотоволтаичен производител в света със само 1 MW капацитет по това време, или модули Siemens SM55, SM55-HO и SM75. Siemens стана най-големият акционер на Arco Solar през 1990 г. Модулите имат номинална изходна мощност между 48 W и 55 W и се състоят от стъклен преден лист, етилен-винил ацетат (EVA) капсулиращи слоеве, монокристални силициеви клетки и полимерен заден лист ламинат.

Настройката за тестване включва-мониторинг на място на изходната променлива и постоянна мощност, температурата на околната среда и модула и излъчването на равнината-на-решетката, измерени с помощта на пиранометри. Въз основа на условията на място изследователите класифицираха инсталациите в климатични зони с ниска-, средна- и висока-надморска височина.

„За целите на сравнителния анализ, два модула Siemens SM55 са били съхранявани в контролирана закрита среда във фотоволтаичната лаборатория на Университета за приложни науки в Берн от началото на кампанията за мониторинг“, казаха изследователите. Те също така приложиха много-годишния метод-в-година (мулти-YoY) за определяне на нивата на загуба на производителност на системно-ниво (PLR).

Резултатите показват, че PLR във всички системи варират от -0,12% до -0,55% на година, със средна стойност от -0,24% до -0,16% на година, доста под типичните нива на влошаване, отчетени както за по-стари, така и за модерни фотоволтаични системи. Изследователите също така установиха, че системите за по-висока надморска височина обикновено показват по-високи средни коефициенти на производителност и по-ниски нива на разграждане в сравнение със сравнимите инсталации на ниска надморска височина, въпреки излагането на по-високо излъчване и ултравиолетова радиация.

Проучването освен това разкри, че модули от един и същи номинален тип, но с различен вътрешен дизайн показват значително различно поведение при разграждане. Стандартните модули SM55 показват повтарящи се повреди на спойката, което води до повишено серийно съпротивление и намален коефициент на запълване. За разлика от това, модулите SM55-HO се възползваха от модифициран дизайн на задния лист, който осигурява по-високо вътрешно отразяване и подобрена дългосрочна стабилност.

Като цяло констатациите показват, че дългосрочното-влошаване на фотоволтаичните модули от ранно-поколение се движи основно от топлинен стрес, условия на вентилация и дизайн на материала, а не само от надморска височина или излъчване. Модулите, инсталирани в по-хладни, по--проветрени среди, демонстрираха особено стабилна производителност в продължение на няколко десетилетия.

Резултатите от теста бяха представени в статията „Три десетилетия, три климата: екологични и материални въздействия върху дългосрочната-надеждност на фотоволтаичните модули“, публикувана в EES Solar.

„Проучването идентифицира-от-материала (BOM) като най-критичния фактор, влияещ върху дълготрайността на фотоволтаичните модули“, заключават те. „Въпреки че всички модули принадлежат към една и съща фамилия продукти, вариациите в качеството на капсулата, пълнителните материали и производствените процеси доведоха до значителни разлики в скоростите на разграждане. Инкапсулантите от ранно-поколение без UV стабилизация показаха ускорено стареене, докато по-късните дизайни на модули с оптимизирани задни листове и подобрено качество на продукцията демонстрираха изключителна дългосрочна-стабилност.“