Виды деградации солнечных панелей

Деградация солнечных панелей – процесс, приводящий к снижению выработки электроэнергии. Она может быть вызвана множеством внешних и внутренних факторов. Что происходит в ячейках солнечной батареи при деградации? Оказывается, к потере мощности могут привести самые различные физические и химические процессы. Рассмотрим наиболее распространенные виды деградации солнечных панелей.

Горячие точки

Такой вид деградации возникает из-за появления трещин в солнечном элементе. Увеличивается локальное сопротивление резистора, треснувший элемент перегревается и может стать неактивным. Это приводит к ограничению тока в последовательно соединенных ячейках.

Инфракрасное изображение и внешний вид горячей точки на панели

«Следы улитки»

На некоторых участках поверхности солнечной панели иногда появляются «следы улитки» – изменения цвета в виде линии. Со временем на этом месте могут появиться горячие точки: эффективность батареи снизится.

Солнечная панель со «следом улитки»

Короткое замыкание

Некачественное соединение между ячейками может привести к короткому замыканию. Особенно нужно быть внимательными владельцам тонкопленочных панелей, у которых соединения на передней и задней стороне находятся сравнительно близко друг к другу.

Короткое замыкание солнечных панелей

Короткое замыкание

Прерывание

Микротрещины и другие разрывы между ячейками возникают по разным причинам. Ячейки могут быть хрупкими сами по себе и легко повреждаться внешними факторами. Также разрывы могут появляться при повреждениях во время производства и сборки, после воздействия высокой температуры, града.

Чаще всего встречается такой вид деградации как микротрещины. В жаркую погоду панели расширяются, в холодную – сжимаются, поэтому возникают повреждения такого рода. Из-за появления микротрещин в модуле нарушаются электрические связи, производительность батареи снижается.

Микротрещины на солнечных панелях

Микротрещины

Нарушение соединения между панелями

Оно иногда возникает на проводах, разъемах распределительной коробки. Изоляция кабелей не всегда имеет достаточную длину, чтобы защитить металл от воздействия погодных условий. Контакты окисляются, электропроводность снижается.

Оксидированный вследствие недостаточной длины изоляции кабель

Оксидированный вследствие недостаточной длины изоляции кабель

Роль резисторов

На принципиальной схеме солнечного элемента мы видим два резистора: шунтирующий (Rshunt) и последовательный (Rserie).

Схема фотоэлемента

Схема фотоэлемента

Шунтирующий резистор служит маркером внутренних утечек энергии. При увеличении нагрузки диод будет иметь более низкое напряжение, что приведет к потере мощности на выходе ячейки.

Последовательный резистор покажет потери на контактах. Сопротивление проводников и полупроводников должно быть как можно меньшим. Если оно возрастает, диод становится более проводящим, и при увеличении мощности выходной ток резко падает.

Расслоение

Чтобы защитить солнечные панели от проникновения кислорода или влаги, их ламинируют. Если ламинирующий слой расслаивается, защита от внешних факторов ухудшается. Расслаивание видно невооруженным глазом, оно может усилиться при воздействии высоких температур.

Ламинирующий слой солнечных панелей расслоился

Ламинирующий слой солнечных панелей расслоился

Изменение цвета панели

Иногда панели покрываются желтым или коричневым пигментом. Это происходит в результате химической реакции внутри ячеек с образованием этилвинилацетата (EVA). Основная причина реакции – снижение количества добавок для повышения устойчивости панели к воздействию ультрафиолета. Усугубляют ситуацию ненадлежащие условия хранения и эксплуатации солнечных элементов.

Цвет ячеек меняется под воздействием выделяющейся уксусной кислоты, реакция проходит на поверхности фотоэлементов. По мере расширения желтых или коричневых пятен разрушаются поглотители ультрафиолетового излучения.

Изменение цвета солнечных панелей

Изменение цвета солнечных панелей

Кроме появления желтого или коричневого пигмента, о деградации свидетельствуют и обесцвеченные участки панели. Это также сигнал, что сырье, используемое в производстве панелей, низкого качества. Структура ячейки меняется под воздействием ультрафиолета и температуры. Обесцвеченные участки и ячейки с измененным цветом снижают выходную мощность модуля, поскольку производительность системы уменьшается по причине высокого поглощения в пленке EVA.

Чтобы избежать быстрой деградации солнечных панелей, рекомендуем приобретать их только у компаний с высокими стандартами качества, которые четко следуют технологии производства панелей и проводят все необходимые виды испытаний и аттестаций. В этом случае солнечная электростанция будет надежно служить вам многие годы, а деградация панелей останется в пределах контролируемой нормы.

Предыдущее части статьи о деградации солнечных панелей читайте здесь:
Почему солнечные панели деградируют? Часть 1.
Типы деградации солнечных панелей. Часть 2.