持続可能な取り組みと環境意識で知られるドイツは、太陽エネルギー産業における差し迫った問題に直面しています。 この問題は、さまざまな場所で使用されている 10 GW 太陽電池モジュールのバックシートの早期劣化に関連しています。 これにより、ソーラーパネルの効率とシステムパフォーマンスの低下が生じています。 ただし、この記事で説明するように、この問題には解決策が存在します。
バックシートの経年劣化の問題
バックシートは、ソーラー パネル モジュールの背面にある絶縁層です。 その主な機能は、パネルの内層を紫外線、高温、水、マイナスイオンなどの外部環境要因から保護することです。
バックシートの劣化は、太陽光発電パネルの故障の主な原因の 1 つとして認識されています。 これは、早期劣化の場合に特に問題となり、アルミニウム処理されたポリエステル層の品質が低下することになる。 すべての種類の太陽電池が影響を受けるため、バックシートの早期劣化による悪影響は太陽電池パネル自体にとどまりません。 この問題は、小規模な屋上システムから実用規模の設置まで、あらゆる規模の太陽光発電設置において明らかです。
背景
バックシートの劣化は、ここしばらく世界的に懸念されてきました。 この傾向は後にドイツにも追いつきました。 2013 年、フラウンホーファー太陽エネルギー システム研究所の研究者は、ドイツに設置されている 100 MW の太陽光発電パネル全体でのバックシートの経年劣化の蔓延を分析する包括的なプロジェクトを開始しました。 バックシートの劣化は、報告された不具合の約 80% を占めており、重大な問題であることが判明しました。
さらに、研究者らは、バックシートの劣化の程度は設置場所によって異なり、沿岸地域と高山地域に設置されたパネルが最も影響を受けていることを発見した。 この傾向は世界中で実施された研究と一致しており、バックシートの劣化という一般的な問題を浮き彫りにしています。
バックシートの老化の原因
風化、製造エラー、品質、修理、取り付けエラーなど、さまざまな要因がバックシートの劣化を引き起こす可能性があります。 バックシートが劣化する主な理由は紫外線です。バックシートには耐紫外線性のないポリマーや染料が含まれているため、日中に熱が蓄積し、時間の経過とともに脆くなります。 さらに、高温、水、マイナスイオンにさらされると、老化プロセスが大幅に加速される可能性があります。 これらの要因が連携して、時間の経過とともにバックシートの保護特性が失われ、太陽系全体の速度低下につながります。
バックシートの損傷の検出
バックシートの劣化が太陽電池モジュールの性能に大きな影響を与えることを考えると、その程度を認識し、傾向を追跡することが不可欠です。 バックシートの損傷を評価する際に考慮しなければならない問題は、損傷のサイズ、形状、程度です。 このような損傷を検出するためにこれまで採用されてきた方法には、パネルの目視検査が含まれていますが、このプロセスは困難で時間がかかり、人的ミスが避けられない傾向があります。
この問題に対処するために、研究者はバックシートの損傷をより正確に検出および測定することを目的とした非破壊的な方法の開発を開始しました。 超音波および機械学習手法により、より正確な損傷検出が可能になり、目視検査を補完します。 したがって、これらの方法により、より短期間でより適切な分析が可能になります。
ソリューション
バックシートの損傷が早期に検出されれば、迅速に修復できるため、損傷の拡大を阻止し、システムの長期的な存続を促進できます。 バックシートの損傷を修復するには、主に 3 つの解決策があります。
まず、損傷したバックシート部分は、問題のある領域をカバーして風化の影響を受けないようにするか、粘着テープなどの他の方法を使用することで、ソーラーパネル上で直接修復できます。
第二に、特にソーラーパネルがまだ保証期間内である場合には、バックシートを完全に交換することが効果的な解決策です。
最後に、積極的なメンテナンスとパネルの頻繁な検査により、問題を早期に防止または特定し、重大な損傷のリスクを軽減できます。 これには、最先端の監視および検出システムを導入する必要があります。
結論
バックシートの早期劣化の問題は太陽エネルギー業界全体で共通の問題であり、ドイツも例外ではありません。 この問題は気象条件や製造品質の低下によって引き起こされ、比較的短期間でシステムのパフォーマンスが低下します。 バックシートの損傷を正確に検出するのは複雑ですが、これを達成するにはいくつかの方法が利用できます。 早期に発見された場合、バックシートの修理または交換は比較的簡単なプロセスです。 さらに、予防的なメンテナンスと定期的な点検を実施することで、広範囲にわたる損傷の可能性を回避できます。 科学界は、不安定な気象条件や太陽光発電設備の高品質要件により適応できる、より高品質のバックシートの開発に取り組むことができます。