Phòng thí nghiệm năng lượng tái tạo quốc gia ghi nhận sự gia tăng vỡ kính tự phát trong các tấm pin mặt trời. Chỉ số Mô-đun PV từ Trung tâm Kiểm tra Năng lượng Tái tạo điều tra xu hướng này và các xu hướng khác liên quan đến kính trong sản xuất năng lượng mặt trời.
Wikimedia Commons
Thủy tinh là vật liệu độc đáo được sử dụng vì tính ổn định hóa học và độ trong suốt của thị giác. Nó thường được sử dụng trong các tấm pin mặt trời như một lớp bảo vệ bên ngoài.
Trong Chỉ số Mô-đun PV hàng năm, Trung tâm Thử nghiệm Năng lượng Tái tạo (RETC) đã kiểm tra các vấn đề mới nổi trong sản xuất kính năng lượng mặt trời và hiệu suất tại hiện trường. Nó tìm thấy các báo cáo về sự gia tăng đáng lo ngại của kính tấm pin mặt trời tự phát vỡ trên thực địa, đôi khi thậm chí trước khi đưa vào vận hành.
Teresa Barnes, Tiến sĩ, quản lý Nhóm Hiệu suất Hệ thống và Độ tin cậy Quang điện tại Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL). Barnes và các đồng nghiệp của cô tại NREL đã báo cáo vấn đề này.
“Vỡ kính tự phát là một ví dụ về kiểu hư hỏng mà chúng tôi chưa từng thấy. Khi tôi bắt đầu nghiên cứu về độ tin cậy của mô-đun năng lượng mặt trời lần đầu tiên cách đây bảy hoặc tám năm, chúng tôi chủ yếu nghe nói về kính vỡ khi vận hành và bảo trì cẩu thả,” Barnes nói.
Giờ đây, điều này không còn xảy ra nữa và nhóm độ tin cậy của NREL thường xuyên nhận được báo cáo về vỡ kính trong các mô-đun silicon không liên quan đến hư hỏng trực tiếp do bảo trì hoặc tác động của bão. Nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng theo thời gian, chất lượng trung bình của kính năng lượng mặt trời dường như ngày càng giảm.
Barnes cho biết: “Trước đây, các mô-đun sẽ vượt qua bài kiểm tra tải tĩnh IEC 61215 với hệ số an toàn lớn. “Ngày nay, các mô-đun hầu như không vượt qua được bài kiểm tra tải tĩnh cơ bản hoặc chúng không vượt qua được với hệ số an toàn cao hơn. Một số thiết kế mô-đun mới đơn giản là không vượt qua được bài kiểm tra tải trọng tĩnh tối thiểu.”
Nhóm NREL đã bắt đầu đưa ra giả thuyết rằng hư hỏng kính trong các tấm pin mặt trời đang trải qua một quá trình tương tự như kính chắn gió ô tô cần được thay thế. Khi kính chắn gió bị hư hại do va chạm, thường nó chỉ hiện lên dưới dạng một vết hình ngôi sao nhỏ có vẻ không đáng kể. Nhưng khi điều kiện thời tiết khắc nghiệt với nhiệt độ rất cao hoặc quá thấp diễn ra, mức độ nghiêm trọng của thiệt hại sẽ được nhận biết đầy đủ và đột nhiên có thể nhìn thấy một vết nứt lớn trên toàn bộ bề mặt.
Barnes cho biết: “Chúng tôi nghĩ rằng một động lực tương tự có thể là nguyên nhân sâu xa gây ra hiện tượng vỡ kính mặt trời tự phát”.
NREL cho biết sự gia tăng tỷ lệ vỡ này có thể là do xu hướng kính mặt trời ngày càng mỏng hơn theo thời gian. Mike Pilliod từ Central Tension, người đã phát biểu tại Hội thảo về độ tin cậy của mô-đun PV năm 2024 của NREL cho biết bất kỳ nhà sản xuất nào cũng có thể tôi luyện kính dày 3 mm. Nhưng dưới 3 mm, tôi luyện kính là một quá trình khó khăn. Ông nói rằng khi kính ngày càng mỏng hơn thì sẽ có ít khuyết tật hơn để tạo ra những khuyết điểm làm hạn chế độ bền của kính. Những sai sót này đang được NREL tích cực nghiên cứu để hiểu một số nguy cơ tiềm ẩn khi sử dụng kính mỏng trong sản xuất năng lượng mặt trời.
Barnes cảnh báo rằng có thể sự kết hợp của nhiều tác động khiến việc vỡ kính trở thành mối đe dọa lớn hơn trước đây. Các mô-đun ngày càng lớn hơn, khung ngày càng mỏng hơn và các thanh ray lắp ngày càng gần nhau hơn. Tất cả những yếu tố này dẫn đến “mô-đun mềm, lớn” gây áp lực lớn hơn lên bề mặt kính, bề mặt kính cũng ngày càng mỏng hơn ở nhiều mô-đun.
Nhóm NREL cho biết tại Hội thảo về độ tin cậy của mô-đun PV năm nay, các nhà sản xuất đã bắt đầu nói về việc giới thiệu các khung dày hơn và vị trí lắp rộng hơn.
Barnes cho biết: “Khi mọi người hiểu rõ hơn về cách hệ thống mô-đun tương tác, họ có thể làm việc để tối ưu hóa cách cân bằng tải”. “Con lắc trong hành động giữ thăng bằng đó có thể đã quay ngược về phía sự nguyên vẹn của khung và thanh ray lắp đặt.”
Trong khi một số nhà cung cấp mô-đun tập trung vào khung và cách lắp đặt, những nhà cung cấp khác đã giới thiệu các mô-đun kính cường lực được bán trên thị trường với khả năng chống mưa đá và có khả năng chống chọi với thời tiết khắc nghiệt.
RETC đã hỏi Barnes về những tổn thất thảm khốc gần đây ở Texas, nơi các trận mưa đá đã gây thiệt hại hàng trăm triệu đô la cho các tài sản năng lượng mặt trời đang hoạt động.
GCube Insurance, công ty bảo lãnh năng lượng tái tạo, cho biết mặc dù chỉ chiếm 1,4% tổng số yêu cầu bảo hiểm được nộp nhưng khoảng 54% chi phí phát sinh trong tổng tổn thất năng lượng mặt trời có thể là do mưa đá. Điều này dựa trên dữ liệu được Gcube thu thập trong 5 năm qua. Chi phí trung bình lên tới 58 triệu USD cho mỗi yêu cầu bồi thường.
“Mười năm trước, mọi người sẽ đuổi bạn ra khỏi cuộc họp trên đường ray nếu bạn đề cập đến các thiết kế mô-đun dành riêng cho khí hậu. Mọi người đều nhất trí rằng điều này đơn giản là quá tốn kém,” Barnes nói. “Bây giờ, các mô-đun dành riêng cho khí hậu và thử nghiệm dành riêng cho khí hậu đang bắt đầu có vẻ khả thi vì chúng tôi ngày càng chú trọng hơn đến tổng chi phí của hệ thống. Hoàn toàn có khả năng chúng ta có thể thấy các mô-đun được làm cứng bằng mưa đá, đặc biệt là ở một thị trường như Hoa Kỳ, nơi có thể đáng để trả trước nhiều hơn cho khả năng phục hồi sau mưa đá.”
Mời đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
