Panele słoneczne mogą przetrwać mrozy, huragany, a nawet po burzy, ale jeśli je zrobisz
Jak rozwija się energia słoneczna?
Energia słoneczna stała się popularna na całym świecie.Od 1980 roku ceny paneli spadły 100-krotnie. Oczekuje się, że moc instalacji na całym świecie przekroczy 1 terawat do 2023 r. i 30–100 TW do 2050 r. Ale wszystko nie jest takie proste; wiele paneli, które powstają dzisiaj, może nie przetrwać tych lat, ponieważ ich jakość pozostaje wątpliwa.
Aby wyprzeć paliwa kopalne, energię słonecznąenergia musi działać niezawodnie – zarówno w tropikach, jak i na biegunach północnych. Nawet podczas burz, gradu, upałów i śniegu. Do tej pory energia słoneczna była bardzo niezawodna. Większość modułów ma gwarancję 25-35 lat. W USA mniej niż 1% paneli ulega awarii w ciągu pierwszych pięciu lat eksploatacji.
Jeśli panele słoneczne wytrzymują tak długo, w czym problem?
Dziś startują systemy energii słonecznejumieścić w różnych nietypowych miejscach, na przykład w górach lub na wodzie. Na rynek wchodzą również nowe projekty ogniw, materiały i technologie pakowania. Dlatego testy wytrzymałościowe również powinny stać się bardziej zróżnicowane. Ponadto niektóre komponenty, które przeszły testy jakości 10 lat temu, dziś stają się wadliwe.
Producenci chcący ulepszyćefektywność energetyczna i redukcja kosztów sprawiają, że moduły są większe i cieńsze: łączą ze sobą wiele ogniw, aby zwiększyć moc i przyspieszyć produkcję. Przerwy w dostawach są możliwe, na przykład z powodu pandemii, dlatego niektórzy producenci stosują tanie, niskiej jakości lub nawet fałszywe komponenty
Eksploatacja i konserwacja niskiej jakościsprzęt kosztuje przedsiębiorstwa użyteczności publicznej dziesiątki milionów dolarów rocznie – a wszystko to w postaci strat energii elektrycznej. W ciągu dziesięcioleci liczba ta rośnie do miliardów.
Jak środowisko wpływa na panele słoneczne?
Panele słoneczne są coraz bardziej eksponowanenarażenie na ekstremalne warunki pogodowe, które występują w wyniku zmiany klimatu. Podczas burzy w Teksasie w 2019 roku grad o średnicy prawie 7 cm zniszczył moduły, które zasilają około 20 000 domów. Ubezpieczone straty przekroczyły 75 milionów dolarów.
Jeśli takie sytuacje są ignorowane, torozprzestrzenianie się energii słonecznej ulegnie spowolnieniu. Sektor zmierzy się z poważnymi zdarzeniami ubezpieczeniowymi, utratą dochodów, ryzykiem finansowym i problemami bezpieczeństwa. W związku z tym korporacje zaczną być podejrzliwe wobec instalacji paneli.
Skoro panele słoneczne są tak łatwe do zniszczenia i na rynku jest dużo małżeństw, to może zrezygnuj z tego sposobu pozyskiwania energii?
Naukowcy są pewni, że sama technologia produkcjiEnergia słoneczna jest niezwykle obiecująca i może uratować życie. Na przykład kiedy 10 milionów ludzi straciło prąd podczas głębokiego mrozu w Teksasie w USA, szacunkowo 111 osób zginęło, a straty wyniosły 130 miliardów dolarów. Wystąpiły dostawy energii cieplnej, a turbiny wiatrowe były nieefektywne, ale produkcja energii słonecznej pozostała w dużej mierze niezmieniona. Stanowi 2% całej energii w państwie.
Eksperci sformułowali pięć kroków, aby przezwyciężyć główne problemy związane z energią słoneczną
Naukowcy i inżynierowie zajmujący się energią słoneczną, inwestorzy i konsumenci sformułowali pięć kroków, które pomogą uczynić sektor energii słonecznej bardziej zrównoważonym.
- Rozwijaj naukę
Należy ulepszyć badania laboratoryjne imodele komputerowe do oceny wydajności paneli nowej generacji. Naukowcy muszą lepiej zrozumieć proces degradacji urządzenia. Również testy nowoczesnych paneli nie zawsze odzwierciedlają rzeczywiste warunki klimatyczne, w jakich będzie on pracował. Może to prowadzić do błędnych wyników.
- Podnieś standardy jakości
Standardy jakości są szeroko stosowane dotestowanie poszczególnych elementów, takich jak panele i diody. Ale nie dotyczą całego Układu Słonecznego. Jeśli urządzenie nie jest prawidłowo zmontowane lub występują różnice między komponentami, wszystko to może prowadzić do spadku wydajności. Kontrola powinna wykraczać poza sprawdzanie tylko w fabryce, poprzez losowe pobieranie próbek i sprawdzanie zgodności na każdym etapie łańcucha dostaw – tak działa przemysł spożywczy. Normy również muszą być stale aktualizowane, aby odzwierciedlały najnowszą technologię.
- Wyśledź usterki
Niektórzy operatorzy dużych paneli słonecznych już sąużywaj kamer na podczerwień lub widzialnych na dronach i samolotach, aby śledzić usterki. Jednak potrzebne są bardziej zaawansowane metody analityczne, aby szybko odczytać i zinterpretować dane dotyczące wydajności panelu. W przypadku awarii pomoże to szybko zareagować i zredukować straty produkcyjne i uszkodzenia. Do tych celów możesz użyć sieci neuronowej: pomoże to znaleźć nawet najmniejsze wady.
- Uczynienie procesu produkcyjnego przejrzystym
Rzadko producenci informują, jak byłopanel jest wykonany lub wymień, z czego jest zrobiony. Ze względu na zakłócenia w dostawach, które wystąpiły podczas pandemii, nie zawsze wiadomo, z jakich jakościowych komponentów wykonano urządzenie. Deweloperzy, kupujący i testerzy powinni poprosić o dokładne informacje o zawartości modułu.
Na przykład, gdy operatorzy w New Jersey pracowali w dużym zakładzie i sprawdzili 12% nieefektywnych modułów, odkryto, że problem wynikał z nieprawidłowości w procesie produkcyjnym.
- Rozpowszechnianie informacji
Konieczne jest rozpowszechnianie i wdrażanie zaawansowanychdoświadczenie w produkcji paneli fotowoltaicznych na całym świecie. Na przykład w regionach podatnych na huragany. Są to proste kroki, które mogą uratować życie: użyj mocnych konstrukcji nośnych, które wytrzymają burzowe wiatry, zainstaluj ramy przykręcane lub zaciski uniwersalne, użyj śrub odpornych na wibracje, umieść wsporniki montażowe w krokwiach, nie tylko na dachu, oraz nie instaluj panelu blisko krawędzi.
Wszystkie te metody, które poprawiają jakość pracypanele słoneczne są opłacalne w porównaniu do strat spowodowanych zmianą klimatu. Przerwy w dostawie prądu spowodowane huraganami w samych Stanach Zjednoczonych kosztowały 150 miliardów dolarów w 2018 r., a powódź w Niemczech w 2022 r. kosztowała 11,3 miliarda dolarów.Inwestowanie w jakość paneli słonecznych gwarantuje dziesięciolecia niedrogiej i czystej energii elektrycznej.
Czytaj więcej:
Największe drzewo genealogiczne ludzkości ukazywało historię naszego gatunku
Naukowcy rozumieją, dlaczego płyty tektoniczne unoszą się i rosną wraz z topnieniem lodowców
Fizycy odtworzyli w laboratorium zdolności T-1000 z „Terminatora-2”