Глобальне потепління прискорить деградацію сонячних панелей на дахах

Міжнародна команда вчених провела перше глобальне дослідження впливу зміни клімату на деградацію фотоелектричних систем, встановлених на дахах будівель. Виявилося, що підвищення температур через глобальне потепління значно збільшує ризик перегріву панелей, що призведе до прискореного старіння модулів. Панелі на дахах особливо вразливі, оскільки обмежені зазори під час монтажу сприяють концентрації тепла.

Джерело зображення: ШІ-генерація Grok 4/3DNews

Як справедливо зазначили дослідники, чинні міжнародні стандарти IEC (зокрема, IEC-63126), засновані на історичних даних про клімат 1998–2020 років, суттєво недооцінюють майбутні ризики: при потеплінні на 2 °C вони оцінюють загрозу для 74 % потужностей, а при 4 °C — лише для 48 %, залишаючи недооціненою небезпеку деградації, відповідно, для решти 26 % і 52 % потужностей. Ця прогалина призведе до того, що електрика стане дорожчою, а інвестори зіткнуться з несподіваними витратами.

Автори підкреслюють, що попередні роботи з оцінки виробництва зосереджувалися в основному на зниженні ефективності генерації або зміні сонячної освітленості, ігноруючи систематичний вплив тривалих високих температур на деградацію панелей.

Для більш повного прогнозування вони при моделюванні використовували цілу низку підходів: кліматичні прогнози за 20 моделями CMIP6 з коригуванням зміщень, розрахунок робочих температур модулів (кристалічний кремній, нахил 20°, орієнтація на екватор) та застосування фізичної моделі Арреніуса для оцінки прискореного старіння. Базова річна деградація фотоячеек була прийнята на рівні 0,66 %, а модуль вважався непридатним після втрати 20 % потужності. Критичними порогами нагріву панелей вважалися 70 °C (стандартний) і 80 °C (екстремальний).

Результати дослідження показали, що при потеплінні на 2,5 °C приведена вартість електроенергії (LCOE) в деяких регіонах зростає до 20 %, що приблизно в три рази перевищує вплив інших кліматичних факторів, що вивчалися раніше. Найбільш сильний негативний ефект проявляється в економічно вразливих регіонах — Африці, Південній Азії та частинах Південної Америки, де зростання вартості електроенергії виявиться суттєво вищим, ніж у розвинених країнах.

У випадку потепління на 4 °C розрив між найбільш і найменш вразливими країнами подвоюється. Фактично в масштабах світу відбудеться подвоєння ризиків температурної деградації сонячних панелей на дахах у порівнянні з раніше прогнозованим рівнем, який закріплений у стандарті. Це не лише призведе до збільшення незапланованих загальних витрат, але й підриває ідею розподіленої сонячної енергетики як інструмента енергетичної рівності, оскільки бідні регіони отримуватимуть дорожчу чисту енергію з менш надійного джерела.

Вчені закликають терміново оновити галузеві стандарти з урахуванням майбутніх кліматичних сценаріїв і вже представили оновлені глобальні карти ризиків. Робота викликала інтерес у технічного комітету IEC 82, планується подальша співпраця. Без адаптації галузі інвестори та підрядники ризикують зіткнутися з передчасним виходом систем з ладу, непередбаченими витратами на заміну та зростанням цін на електроенергію, що виробляється сонячними станціями на дахах.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки