تحلیل فنی کاهش راندمان پنلهای خورشیدی و روشهای جلوگیری از Degradation
کاهش راندمان یا «Degradation» در پنلهای خورشیدی یکی از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر تولید انرژی بلندمدت نیروگاههای فتوولتائیک است. هر پنل خورشیدی از لحظه شروع بهرهبرداری، بهتدریج دچار افت عملکرد میشود که این مقدار معمولاً بهصورت درصد سالیانه بیان میگردد. این نرخ افت بسته به تکنولوژی پنل، کیفیت مواد اولیه، شرایط نصب و اقلیم محل پروژه متفاوت است. در یک نیروگاه با طراحی استاندارد، نرخ کاهش راندمان پنلها در سال باید کمتر از ۰.۷۵ درصد باشد؛ اما در شرایط سخت اقلیمی مانند مناطق گرم و خشک ایران، این نرخ میتواند به دلیل تنش حرارتی، گردوغبار و تابش شدید افزایش یابد. درک دقیق این پدیده برای بهرهبرداران ضروری است تا از طریق اقدامهای اصلاحی، عمر مفید نیروگاه را افزایش دهند.
یکی از مهمترین دلایل کاهش راندمان، تخریب لایه EVA و تغییرات شیمیایی در ماژول است. این تغییرات باعث زرد شدن EVA، کاهش عبور نور و در نتیجه کاهش جریان تولیدی پنل میشود. همچنین، پدیده PID یا Potential Induced Degradation یکی از مشکلات رایج در نیروگاههای بزرگ مقیاس است که به دلیل اختلاف پتانسیل زیاد بین پنل و زمین رخ میدهد. PID باعث افت ناگهانی و شدید توان میشود و در صورت عدم کنترل، میتواند چندین درصد از راندمان نیروگاه را تنها طی چند ماه کاهش دهد. استفاده از پنلهای دارای مقاومت PID و تنظیم صحیح قطببندی (polarity) در استرینگها، از روشهای مهم برای جلوگیری از آن است.
عامل مهم دیگر در Degradation، تنش حرارتی ناشی از اختلاف دمای روز و شب است. پنلها در طول روز بهصورت مداوم در معرض دمای بالا قرار میگیرند و هنگام شب به سرعت خنک میشوند. این سیکلهای حرارتی موجب ترکهای ریز (micro-cracks) در سلولها میشود که گاهی با چشم قابل مشاهده نیست اما به مرور زمان، مسیر عبور جریان را مختل کرده و توان خروجی را کاهش میدهد. استفاده از استراکچرهای مناسب، طراحی تهویه طبیعی پشت پنلها و انتخاب ماژولهای دارای کیفیت بالای لحیمکاری میتواند این مشکل را کاهش دهد.
گردوغبار و آلودگی سطحی نیز از عوامل مهم افت راندمان هستند. تجمع گردوغبار بهصورت مستقیم میزان تابش عبوری را کاهش میدهد و در مناطق بیابانی ممکن است تولید نیروگاه را تا ۱۰ درصد نیز کاهش دهد. علاوه بر آن، آلودگی سطحی در صورت ترکیب با رطوبت به لایههای سخت و چسبنده تبدیل میشود که تنها با روشهای Cleaning صنعتی قابل حذف است. انتخاب زمانبندی مناسب برای پاکسازی، استفاده از سیستمهای شستوشوی مکانیزه و تحلیل دادههای مانیتورینگ برای تعیین دورههای بهینه Cleaning از راهکارهای کاهش این نوع کاهش راندمان است.
برای کنترل Degradation، بهرهبرداران باید از ابزارهای تخصصی تست مانند IV Curve Test، Electroluminescence (EL) و Thermal Imaging استفاده کنند. این تستها امکان تشخیص زودهنگام Hot-spot، شکستگی سلول، سایش کانکتور و پدیده PID را فراهم میکنند. اجرای تستهای دورهای، تهیه گزارشهای تحلیلی و مقایسه عملکرد پنلها با دیتاهای اولیه کارخانه، بهترین راه برای جلوگیری از افت غیرطبیعی راندمان و حفظ نسبت عملکرد PR است.
