Сонячні панелі можуть вціліти при заморозках, ураганах і навіть після шторму, але якщо виготовляти їх
Як розвивається сонячна енергетика?
Сонячна енергія стала популярною у всьому світі.З 1980 року ціни на панелі впали у 100 разів. Очікується, що до 2023 року потужність установок у всьому світі перевищить 1 терават, а до 2050 року - 30-100 ТВт. Але все не так однозначно, багато панелі, які створюють сьогодні, можуть не дожити до цих років, оскільки їхня якість залишається під питанням.
Щоб витіснити викопне паливо, сонячнаенергія має працювати надійно - як у тропіках, як і на північних полюсах. Навіть під час шторму, граду, спеки та снігу. До цього часу сонячна енергія була дуже надійною. Гарантія більшості модулів розрахована на 25-35 років. А в США менше 1% панелей виходять з ладу протягом перших п'яти років роботи.
Якщо сонячні панелі так довго служать, то у чому проблема?
Сьогодні системи сонячної енергії починаютьрозміщувати у різних нетипових місцях, наприклад, у горах чи воді. Також на ринок виходять нові конструкції осередків, матеріали, технології упакування. Тому випробування на міцність теж мають бути різноманітнішими. Крім того, деякі компоненти, які пройшли випробування на якість 10 років тому, сьогодні стають дефектними.
Виробники, які прагнуть підвищенняенергоефективності та зниження витрат, роблять модулі більшими і тоншими: вони з'єднують безліч осередків разом, щоб збільшити потужність та прискорити виробництво. У поставках можливі збої, наприклад, через пандемію, тому частина виробників використовує дешеві, неякісні або навіть підроблені компоненти
Експлуатація та обслуговування неякісногообладнання обходиться комунальним підприємствам у десятки мільйонів доларів на рік — це втрати електроенергії. За десятиліття цифра виростає до мільярдів.
Як довкілля впливає на сонячні панелі?
Сонячні панелі все частіше піддаютьсявплив екстремальних погодних умов, що відбуваються через кліматичні зміни. Під час шторму в Техасі у 2019 році град діаметром майже 7 см зруйнував модулі, що живлять близько 20 000 будинків. Страхові збитки перевищили $75 млн.
Якщо такі ситуації не звертати увагу, топоширення сонячної енергетики сповільниться. Сектор зіткнеться з великими страховими випадками, втратою доходів, фінансовими ризиками та проблемами безпеки. Відповідно корпорації почнуть із підозрою ставитися до встановлення панелей.
Якщо сонячні панелі так легко зруйнувати і на ринку багато шлюбу, може відмовитись від цього способу отримання енергії?
Вчені впевнені, що сама технологія виробіткуСонячна енергія неймовірно перспективна і може врятувати життя. Наприклад, коли 10 млн людей втратили електрику під час сильних заморозків у штаті Техас, США, загинуло близько 111 осіб, а збитки становили $130 млрд. Теплова енергія не працювала, вітрогенератори мали низьку ефективність, але виробництво сонячної енергії здебільшого не постраждало. На нього припадає 2% від усієї енергії в штаті.
П'ять кроків, які сформулювали експерти, щоб подолати основні проблеми сонячної енергії
Вчені та інженери в галузі сонячної енергетики, інвестори, споживачі сформулювали п'ять кроків, які допоможуть зробити сектор сонячної енергетики стійкішим.
- Розвивати науку
Потрібно вдосконалити лабораторні тести такомп'ютерні моделі оцінюють якість роботи панелей наступного покоління. Дослідникам необхідно краще вивчити процес деградації пристрою. Також сучасні тести панелей не завжди відображають реальні кліматичні умови, у яких воно працюватиме. Це може призвести до помилкових результатів.
- Підвищувати стандарти якості
Стандарти якості широко використовуються дляперевірки окремих компонентів, наприклад, панелей та діодів. Але вони не стосуються всієї сонячної системи. Якщо пристрій неправильно зібрали або між компонентами є відмінності, все це може призвести до зниження продуктивності. Контроль повинен виходити за рамки перевірки лише на заводі: потрібно використовувати випадкову вибірку та перевіряти товар на відповідність вимогам на кожному етапі ланцюжка поставок – так працює харчова промисловість. Також стандарти необхідно постійно оновлювати з огляду на новітні технології.
- Відслідковувати несправності
Деякі оператори великих сонячних батарей вжевикористовують інфрачервоні або видимі камери на безпілотниках та літаках, щоб відстежувати несправності. Але потрібні досконаліші аналітичні методи, щоб швидко зчитувати та інтерпретувати дані про роботу панелі. У разі поломки, це допоможе швидко зреагувати та знизити виробничі втрати та збитки. Для цих цілей можна використовувати нейромережу: вона допоможе у пошуку найменших недоліків.
- Робити прозорим процес виробництва
Рідко виробники повідомляють, як булавиготовлена панель, або перераховують, із чого вона зроблена. Через збоїв у постачанні, що відбулися під час пандемії, не завжди відомо, компоненти якої якості використовували при створенні пристрою. Розробники, покупці та тестувальники повинні запитувати точну інформацію про вміст модуля.
Наприклад, коли оператори з Нью-Джерсі працювали на великому об'єкті та досліджували 12% неефективних модулів, то з'ясувалося, що проблема сталася через порушення під час процесу виробництва.
- Розповсюджувати інформацію
Необхідно поширювати та впроваджувати передовийдосвід виробництва сонячних панелей у всьому світі. Наприклад, у регіонах, схильних до ураганів. Це прості кроки, які можуть урятувати життя людей: використовувати міцні несучі конструкції, розраховані на швидкість штормового вітру, встановлювати наскрізні рами на болтах або багатомонтажні затискачі, застосовувати вібростійкі болти, розміщувати монтажні кронштейни в кроквах, а не тільки в даху, а не панель близько до краю.
Усі ці методи, які підвищують якість роботисонячних панелей, економічно ефективні в порівнянні зі збитками через зміни клімату. Перебої в подачі електроенергії через урагани в США лише за 2018 рік коштували $150 млрд, а повінь у Німеччині в 2022 році — $11,3 млрд. Якщо інвестувати в якість сонячних панелей, то це гарантує десятиліття доступної та чистої електроенергії.
Читати далі:
Найбільше генеалогічне дерево людства показало історію нашого виду
Вчені зрозуміли, чому тектонічні плити піднімаються і ростуть у міру танення льодовиків
Фізики відтворили здібності Т-1000 з Термінатора-2 в лабораторії