L'estudi troba una degradació molt inferior-del-esperat als mòduls solars dels anys 80 i 90

Un grup de recerca liderat per la Universitat de Ciències Aplicades de Suïssa (SUPSI) ha dut a terme una anàlisi a-a llarg termini de sis sistemes fotovoltaics-sud{1}}connectats a la xarxa-instal·lats a Suïssa a finals dels anys vuitanta i principis dels noranta. Els investigadors van trobar que les taxes de pèrdua d'energia anual dels sistemes van ser de mitjana del 0,16% al 0,24%, significativament inferiors al 0,75% a l'1% anual que s'informa habitualment a la literatura.

L'estudi va examinar quatre sistemes de terrat-a baixa altitud situats a Möhlin (310 m-VR-AM55), Tiergarten East i West a Burgdorf (533 m-VR{-SM55(HO)) i Burgdorf Fink (552 m-BA{{11}). Aquestes instal·lacions utilitzen configuracions de terrat ventilades o aplicades a l'edifici-. L'anàlisi també va incloure una planta d'-altitud-de serveis públics a mitja alçada a Mont-Soleil (1.270 m-OR-SM55) i dos sistemes d'-altura-muntats a façana-a Birg (2.677m-OR-SM55) i dos sistemes d'alta-altitud-muntats a Birg (2.677 m-AM-VFfrach{26}{26}}VF5{5{5}}} (3462 m-VF-SM75).

Tots els sistemes estan equipats amb mòduls ARCO AM55 fabricats per-Arco Solar amb seu als Estats Units, que era el fabricant fotovoltaic més gran del món amb només 1 MW de capacitat en aquell moment, o amb mòduls Siemens SM55, SM55-HO i SM75. Siemens es va convertir en el major accionista d'Arco Solar l'any 1990. Els mòduls tenen una potència nominal d'entre 48 W i 55 W i consisteixen en una làmina frontal de vidre, capes encapsulants d'etilè-acetat de vinil (EVA), cèl·lules de silici monocristal·lí i un laminat de fulla posterior de polímer.

La configuració de la prova va incloure la-vigilància al lloc de la sortida de potència de CA i CC, les temperatures ambientals i dels mòduls i el pla-de-irradiància de matriu mesurada amb piranòmetres. En funció de les condicions del lloc, els investigadors van classificar les instal·lacions en zones climàtiques d'altitud baixa-, mitjana- i alta-altitud.

"A efectes de benchmarking, dos mòduls Siemens SM55 s'han emmagatzemat en un entorn interior controlat al Laboratori Fotovoltaic de la Universitat de Ciències Aplicades de Berna des de l'inici de la campanya de seguiment", van dir els investigadors. També van aplicar el mètode multi-anual-interanual-(multi-anual) per determinar les taxes de pèrdua de rendiment (PLR)-a nivell del sistema.

Els resultats mostren que els PLR de tots els sistemes oscil·len entre el -0,12% i el -0,55% anual, amb una mitjana de -0,24% a -0,16% anual, molt per sota de les taxes de degradació típiques reportades tant per als sistemes fotovoltaics antics com moderns. Els investigadors també van trobar que els sistemes d'altitud superior generalment presenten ràtios de rendiment mitjà més alts i taxes de degradació més baixes que les instal·lacions comparables de baixa altitud, malgrat l'exposició a una irradiància i radiació ultraviolada més elevada.

L'estudi també va revelar que els mòduls del mateix tipus nominal però amb diferents dissenys interns mostren un comportament de degradació marcadament diferent. Els mòduls estàndard SM55 presentaven fallades recurrents d'unió de soldadura, cosa que va provocar una major resistència en sèrie i un factor d'ompliment reduït. Per contra, els mòduls SM55-HO es van beneficiar d'un disseny de full posterior modificat que proporciona una reflectància interna més alta i una estabilitat millorada a llarg termini.

En general, les troballes indiquen que la degradació a llarg termini-en els mòduls fotovoltaics de-generació inicial es deu principalment a l'estrès tèrmic, les condicions de ventilació i el disseny del material, en lloc de l'altitud o la irradiància solament. Els mòduls instal·lats en entorns més freds i millor-ventilats van demostrar un rendiment especialment estable durant diverses dècades.

Els resultats de les proves es van presentar a l'article "Tres dècades, tres climes: impactes ambientals i materials sobre la-fiabilitat a llarg termini dels mòduls fotovoltaics", publicat a EES Solar.

"L'estudi va identificar la factura-de-material (BOM) com el factor més crític que influeix en la longevitat del mòdul fotovoltaic", van concloure. "Malgrat que tots els mòduls pertanyen a la mateixa família de productes, les variacions en la qualitat de l'encapsulant, els materials de farciment i els processos de fabricació van donar lloc a diferències significatives en les taxes de degradació. Els encapsulants de-generació primerenca sense estabilització UV van mostrar un envelliment accelerat, mentre que els dissenys de mòduls posteriors amb fulls posteriors optimitzats i una qualitat de producció millorada van demostrar una estabilitat-més llarga."