شرایط آبوهوایی
شرایط جوی میتواند آسیب جدی به پنلهای خورشیدی وارد کند. برای مثال، نتایج یک مطالعه در ایالت تگزاس نشان داد که پنلها پس از برخورد تگرگ میتوانند تا ۲۵٪ از راندمان خود را از دست بدهند، زیرا آسیبهای فیزیکی مانند ترک خوردن سلولها و شکستن شیشه رخ میدهد.
همچنین در مناطق برفی، تجمع برف باعث توقف تولید انرژی میشود تا زمانی که پنلها پاکسازی شوند. در برخی مناطق، گزارش شده که در فصلهای سنگین برف، تولید برق برای ماهها بهطور کامل متوقف شده است.
رطوبت و خوردگی
در مناطق ساحلی، رطوبت بالا باعث افزایش سرعت خوردگی اجزای پنل خورشیدی میشود. بررسیها نشان دادهاند که طی پنج سال، پنلهای نصبشده در مناطق ساحلی نسبت به سایر مناطق، نشانههای بیشتری از خوردگی بهویژه در فریمهای آلومینیومی و سیستمهای نصب نشان دادهاند و راندمان آنها تا ۲۰٪ کاهش یافته است.
فرسودگی و تابش فرابنفش
قرارگیری مداوم در معرض نور خورشید و اشعه فرابنفش تأثیر مخربی بر مواد تشکیلدهنده پنلها، بهویژه لایه محافظ و لایه پشتی دارد. تخریب این لایهها موجب کاهش استحکام سازهای و افت عملکرد پنل میشود. پژوهشها نشان دادهاند که در بازهای ۱۰ ساله، میزان افت عملکرد ناشی از تخریب لایه پشتی در مناطق مختلف اقلیمی میتواند تا ۳۰٪ تفاوت داشته باشد.
در نورسان انرژی بخوانید:
دوره آموزش تخصصی نصب پنل خورشیدی 1404 | ورود سریع به بازار کار انرژی خورشیدی
رشد زیستی
در محیطهای گرم و مرطوب، رشد خزه، جلبک روی پنلها رایج است. این پوششها مانع جذب نور خورشید شده و راندمان را کاهش میدهند. مطالعات انجامشده در مناطق گرمسیری نشان میدهد که در صورت عدم نگهداری مناسب، این آلودگیها میتوانند تا ۱۵٪ از توان خروجی پنل را کاهش دهند.
اثر دمای بالا
پنلهای خورشیدی برای عملکرد بهینه در دمای حدود ۲۵ درجه سانتیگراد طراحی شدهاند. افزایش دما باعث کاهش بازده آنها میشود. مطالعات انجامشده در بیابانهای آریزونا نشان دادهاند که به ازای هر درجه افزایش دما بالاتر از ۲۵ درجه، راندمان پنلها حدود ۰٫۵٪ کاهش مییابد.
چالشهای هوای سرد
در دماهای پایین، ولتاژ خروجی پنلها افزایش مییابد اما میزان انرژی تولیدی کاهش پیدا میکند. در ایالتهایی مانند مینهسوتا، با وجود افزایش ولتاژ تا حدود ۲٪ به ازای هر درجه کاهش دما، شدت تابش کمتر و طول روز کوتاهتر موجب کاهش تولید برق میشود. همچنین تجمع برف روی پنلها مانع تولید انرژی میگردد.
چرخههای حرارتی
تغییرات مداوم دما باعث انبساط و انقباض مواد شده و تنشهای مکانیکی ایجاد میکند. این فرآیند که به «چرخه حرارتی» معروف است، موجب ایجاد ریزترک در سلولها میشود. پنلها ممکن است سالانه حدود ۵۰۰۰ چرخه حرارتی را تجربه کنند. تحقیقات نشان دادهاند که این مسئله میتواند عمر مفید پنل را تا ۳۰٪ کاهش دهد.
تخریب نوری مواد
قرارگیری مداوم در برابر نور خورشید باعث تخریب تدریجی مواد تشکیلدهنده پنل میشود. تحقیقات انجامشده نشان داده است که تنها در پنج سال، پوششهای ضدبازتاب تا ۷٪ کارایی خود را از دست میدهند.
تأثیر بر سلولهای فتوولتائیک
ساختار شیمیایی سلولها در برابر تابش شدید حساس است. مطالعات نشان داد که در سال اول بهرهبرداری، تخریب ناشی از UV میتواند حدود ۳٪ از راندمان سلولهای سیلیکونی را کاهش دهد.
در نورسان انرژی بخوانید:
خرید پنل خورشیدی با بهترین قیمت و ضمانت اصالت
تفاوت در نرخ تخریب
پنلهای پلیکریستال نسبت به پنلهای مونوکریستال حساسیت بیشتری نسبت به نور دارند. بررسیها نشان دادهاند که افت راندمان آنها ۱ تا ۲ درصد بیشتر از پنلهای مونوکریستال است.
ایجاد ریزترکها
تنشهای مکانیکی ناشی از باد، برف و تغییرات دما میتواند باعث ایجاد ریزترک در سلولها شود. بررسیها در نشان داده است که بیش از ۳۰٪ پنلها طی سه سال دچار ریزترک شدهاند که به طور متوسط ۸٪ کاهش راندمان ایجاد کرده است.
خوردگی قطعات فلزی
قطعات فلزی مانند باسبارها و فریمها در محیطهای مرطوب و شور دچار خوردگی میشوند. دادههای بهدستآمده از مناطق ساحلی کالیفرنیا نشان میدهد که خوردگی باعث کاهش حدود ۱۲٪ از راندمان خروجی طی ۱۰ سال شده است.
تأثیر آلودگی شهری
در مناطق شهری، دوده و ذرات صنعتی روی پنلها مینشینند و مانع رسیدن نور میشوند. تحقیقات انجامشده در لسآنجلس نشان داده است که در مناطق پرترافیک، راندمان پنلها تا ۲۰٪ کاهش مییابد.
تأثیر گرد و غبار کشاورزی
گرد و غبار و بقایای آلی موجود در مناطق کشاورزی میتوانند به نیروگاههای خورشیدی آسیب برسانند. پژوهشی که با حمایت دانشگاه آیووا و در پنج سایت مختلف انجام شد نشان داد که با نشستن گرد و غبار روی سلولهای خورشیدی، راندمان تولید برق بین ۵ تا ۱۵ درصد کاهش مییابد. همچنین مشخص شد که تا ۲۵٪ از این افت عملکرد در فصلهای برداشت محصولات رخ میدهد. این تحقیق بر اهمیت تمیزکاری منظم پنلها در دورههای اوج گرد و غبار برای حفظ حداکثر بازده تأکید دارد.
چالشها در مناطق خشک و بیابانی
پنلهای خورشیدی در مناطق بیابانی به طور مداوم در معرض شن و ذرات ریز ماسه قرار دارند. این ذرات بهمرور سطح شیشه پنل را دچار سایش میکنند و شفافیت آن را کاهش میدهند.
اهمیت تمیزکاری منظم
میزان تجمع گرد و غبار و تأثیر آن بر عملکرد پنلها به شدت به فصل و شرایط محیطی بستگی دارد. یک مطالعه در منطقهای با آبوهوای معتدل نشان داد که در دورههایی با رطوبت بسیار بالا یا بسیار پایین، افت راندمان پنلهای تمیزنشده بهمراتب بیشتر است.
نتایج نشان داد:
• تمیز کردن پنل خورشیدی به صورت منظم میتواند افت راندمان را به کمتر از ۵٪ محدود کند.
• در مقابل، پنلهایی که فقط دو بار در سال تمیز میشدند، تا ۱۲٪ افت راندمان را تجربه کردند.
این نتایج اهمیت برنامهریزی دقیق برای شستوشوی دورهای پنلها را بهویژه در مناطق گردوخاکی یا مرطوب نشان میدهد.
منبع: Tongwei