تنها در دو سال گذشته، یک میلیون سامانه جدید تولید برق خورشیدی در کشور آمریکا راهاندازی شده است. بر اساس اعلام انجمن صنایع انرژی خورشیدی آمریکا، مجموع ظرفیت تولید سامانههای خورشیدی نصبشده در این کشور اکنون به اندازهای است که میتواند برق حدود یکسوم خانههای این کشور را تأمین کند. این یعنی تعداد بسیار زیادی پنل خورشیدی؛ و هر یک از این پنلها بهطور اجتنابناپذیر به مرور زمان کارایی خود را از دست میدهد. اگرچه مطالعات نشان میدهند که عمر مفید پنلهای خورشیدی ممکن است بیشتر از چیزی که تصور میکردیم باشد، اما فعلاً کاهش تدریجی و مداوم عملکرد، بخشی اجتنابناپذیر از روند استفاده از آنهاست.
کاهش کارایی را میتوان به سه دسته اصلی تقسیم کرد: تخریب ناشی از نور (LID)، تخریب ناشی از پتانسیل الکتریکی (PID) و تخریب ناشی از افزایش سن (AID). میزان این تخریب به عوامل مختلفی از جمله کیفیت و نوع پنل بستگی دارد. با این حال، میزان کاهش سالانه کارایی پنلهای خورشیدی معمولاً بین ۰.۳ تا ۱ درصد است و میانگین کاهش کارایی در این صنعت حدود ۰.۵ درصد در سال برآورد میشود.
کاهش کارایی ناشی از LID بیشتر پنلهای قدیمیتر از نوع P را تحت تأثیر قرار میدهد. این فرایند اغلب بهعنوان مرحله سازگاری یا تنظیم اولیه شناخته میشود. نکته جالب این است که این کاهش کارایی زمانی اتفاق میافتد که نور خورشید برای اولین بار به سلولهای پنل برخورد میکند؛ این موضوع باعث ایجاد شرایطی به نام نقص بور-اکسیژن میشود و میتواند کارایی پنل را از همان ابتدا حدود ۱ تا ۳ درصد کاهش دهد. این کاهش یکباره است و نمیتوان از آن جلوگیری کرد؛ اما خبر خوب این است که پنلهای مدرن نوع N تقریباً این مشکل را برطرف کردهاند.
انواع مختلف کاهش کارایی پنلهای خورشیدی
کاهشهایی که پس از LID اتفاق میافتند، برخلاف افت ناگهانی LID، آهسته، تجمعی و مداوم هستند. اولین مورد و جدیترین آنها، تخریب ناشی از پتانسیل الکتریکی یا PID است. این پدیده در اثر فشار و تنش ایجادشده در پنل رخ میدهد؛ زمانی که عواملی مانند ولتاژ بالا، گرما و رطوبت درون سلول با یکدیگر تعامل پیدا میکنند. علت آن یک واکنش الکتروشیمیایی است که باعث جذب یونهای سدیم با بار مثبت به سمت سلول خورشیدی با بار منفی میشود. در این شرایط، یونهای سدیم روی سلول تجمع پیدا میکنند و توانایی آن برای تولید جریان برق را کاهش میدهند. هر نوع پنل خورشیدی ممکن است تحت تأثیر این مشکل قرار بگیرد، اما پنلهای قدیمیتر سیلیکونی کریستالی بیشتر در معرض آن هستند. در برخی موارد، این مشکل میتواند تنها طی چند ماه کارایی پنل را حدود ۴۰ درصد کاهش دهد و طی چند سال این کاهش حتی میتواند به حدود ۹۰ درصد برسد.
نوع دیگر کاهش کارایی، تخریب ناشی از افزایش سن است. متأسفانه این مورد چیزی است که احتمالاً همه ما میتوانیم با آن همدلی کنیم، چون بالاخره هر چیزی با گذشت زمان فرسوده میشود. در مورد پنلهای خورشیدی، چندین دهه قرار گرفتن در معرض عوامل محیطی و اشعه فرابنفش بهتدریج از کارایی آنها کم میکند. این همان نوع کاهش عملکردی است که بیشترین ارتباط را با میزان افت ۰.۵ تا ۱ درصدی ذکرشده در سال دارد. از جمله عوامل مرتبط با افزایش سن که بر کارایی پنل تأثیر میگذارند، اتصالات لحیمی و اتصالات بین سلولها هستند که در اثر صدها چرخه گرم و سرد شدن، تحت فشار قرار گرفته و ضعیف میشوند. به بیان ساده، گذر زمان و فرسودگی برای هیچکس منتظر نمیمانند؛ حتی برای پنلهای خورشیدی.
کاهش دادن افت کارایی پنلهای خورشیدی
برای جلوگیری از LID، پنلهایی را خریداری نکنید که مستعد ابتلا به این مشکل هستند. بهجز این مورد، کافی است پنل را در معرض نور خورشید قرار دهید و امیدوار باشید که بهترین نتیجه را بگیرید. با این حال، درباره دو نوع دیگر کاهش کارایی، اقداماتی وجود دارد که میتوانید برای کاهش اثر آنها انجام دهید. یکی از سادهترین کارها این است که مطمئن شوید پنل خورشیدی که خریداری میکنید کیفیت مناسبی دارد. پنلهایی که کیفیت ساخت پایینی دارند و در تولید آنها از مواد و قطعات بیکیفیت استفاده شده است، سریعتر از پنلهای باکیفیت فرسوده میشوند.
نگهداری صحیح از پنلهای خورشیدی نیز میتواند به کاهش افت کارایی آنها کمک کند. اگرچه گذر زمان و فرسودگی در نهایت اثر خود را خواهند گذاشت، اما دستکم میتوانید با مراقبت مناسب از پنلها، شدت این اثر را کاهش دهید. دانستن اینکه هر چند وقت یکبار باید پنلهای خورشیدی خود را تمیز کنید، نقطه شروع خوبی است. دفعات مورد نیاز برای تمیز کردن پنلها به عواملی مانند محیط و آبوهوای محل زندگی شما بستگی دارد. برای مثال، اگر در منطقهای زندگی میکنید که گردوغبار یا گرده گیاهان در آن زیاد است، ممکن است لازم باشد پنلها را بیشتر تمیز کنید؛ اما بهطور کلی، تمیز کردن آنها یک یا دو بار در سال توصیه میشود. این کار علاوه بر اینکه باعث میشود نور خورشید بیشتری به پنلها برسد، میتواند از ایجاد نقاط داغ نیز جلوگیری کند. این نقاط زمانی ایجاد میشوند که یک سلول سایهگرفته برق کمتری تولید کند؛ در نتیجه سلولهای اطراف مجبور میشوند بیشتر کار کنند و بخش زیادی از این توان به سمت سلول سایهگرفته هدایت میشود. در نتیجه، یک نقطه داغ موضعی ایجاد میشود که میتواند به آسیبدیدگی پنل و حتی آتشسوزی منجر شود.
