Глобалното затопляне ще ускори значително деградацията на соларните панели

Международен екип от учени проведе първото глобално проучване на въздействието на изменението на климата върху деградацията на фотоволтаичните системи, монтирани на покривите на сградите. Оказа се, че повишаването на температурите вследствие на глобалното затопляне значително увеличава риска от прегряване на панелите, което води до ускорено стареене на модулите.

Панелите на покривите са особено уязвими, тъй като ограничените разстояния при монтажа спомагат за концентрацията на топлина.

Както твърдят изследователите, настоящите международни стандарти на IEC (по-специално IEC-63126), основани на исторически климатични данни за периода 1998-2020 година значително подценяват бъдещите рискове: при затопляне от 2°C те оценяват заплахата за 74% от капацитета, а при 4°C – само за 48%, като рискът от деградация остава подценен съответно за останалите 26% и 52% от капацитета. Това разминаване ще доведе до поскъпване на електроенергията и до неочаквани разходи за инвеститорите.

Авторите подчертават, че досегашната работа по оценка на производството е била съсредоточена главно върху намаляването на ефективността на производството или промените в слънчевата осветеност, като не е взето предвид систематичното въздействие на продължителните високи температури върху деградацията на панелите.

За по-пълно прогнозиране при моделирането, учените са използвали верига от подходи: климатични прогнози от 20 коригирани с отклонение модели CMIP6, изчисляване на работните температури на модулите (кристален силиций, наклон 20°, екваториална ориентация) и прилагане на физическия модел на Архениус за оценка на ускореното стареене. Базовата годишна деградация на фотоволтаичните клетки е приета за 0,66%, а модулът се счита за неизползваем след 20% загуба на мощност. Критичните прагове за нагряване на панела се считат за 70°C (стандартни) и 80°C (екстремни).

Резултатите от проучването показват, че затопляне от 2,5°C увеличава настоящата стойност на електроенергията (LCOE) с до 20% в някои региони, което е около три пъти повече от въздействието на други климатични фактори, изследвани по-рано. Негативният ефект е най-силен в икономически уязвимите региони като Африка, Южна Азия и части от Южна Америка, където увеличението на разходите за електроенергия ще бъде значително по-високо, отколкото в развитите страни.

В случай на затопляне с 4°C разликата между най-уязвимите и най-слабо уязвимите страни се удвоява. Всъщност в световен мащаб ще има удвояване на риска от термична деградация на покривните соларни панели в сравнение с предварително предвиденото ниво, което е залегнало в стандарта. Това не само ще увеличи непланираните общи разходи, но и ще подкопае идеята за разпределената слънчева енергия като инструмент за енергийна справедливост, тъй като по-бедните региони ще получават по-скъпа чиста енергия от по-малко надежден източник.

Учените призовават за спешни актуализации на индустриалните стандарти, за да се вземат предвид бъдещите климатични сценарии и вече са представили актуализирани глобални карти на риска. Работата е предизвикала интереса на техническия комитет на IEC 82 и се планира по-нататъшно сътрудничество. Без адаптиране на индустрията инвеститорите и изпълнителите рискуват преждевременни повреди на системите, непредвидени разходи за подмяна и повишаване на цените на електроенергията, произвеждана от покривни соларни инсталации.