Naukowcy z Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) w Stanach Zjednoczonych przeprowadzili badania w prawie 2500 lokalizacjach nad wytwarzaniem energii elektrycznej ze światła słonecznego. Pomimo obaw większość systemów fotowoltaicznych doświadczyła na przestrzeni lat minimalnych uszkodzeń spowodowanych krótkotrwałymi ekstremalnymi warunkami pogodowymi i wykazała niewielką degradację, co może przyspieszyć przejście na odnawialne źródła energii.
W badaniu przeanalizowano komercyjne i użyteczności publicznej elektrownie słoneczne w całych Stanach Zjednoczonych uruchomione w latach 2008–2022. Dane otrzymano z 25 tysięcy falowników z 37 stanów. Badaniami objęto prawie 8 GW mocy fotowoltaicznej przy średnim czasie pracy wynoszącym 5 lat. Biorąc pod uwagę, że w 2022 roku w USA było nieco ponad 100 GW mocy zainstalowanej energii słonecznej, naukowcy zbadali zdecydowanie mniej niż 10% systemów operacyjnych. Jednak w przypadku statystyk wysokiej jakości to wystarczy.
Naukowcy odkryli, że wydajność paneli fotowoltaicznych spada średnio o 0,75% rocznie, co jest wartością zbliżoną do podobnych wartości odnotowanych w poprzednich badaniach. Analiza wykazała, że w systemach w cieplejszym klimacie utrata wydajności była dwukrotnie większa niż w systemach w chłodniejszym klimacie: odpowiednio 0,88% rocznie i 0,48% rocznie. Ogólnie rzecz biorąc, 90% badanych systemów doświadczyło spadku produktywności na poziomie mniejszym niż 2% rocznie.
„Po pierwsze pokazuje to, że cała nasza flota fotowoltaiczna nie ulega katastrofalnym awariom, ale raczej ulega degradacji w umiarkowanym tempie, zgodnie z oczekiwaniami” – stwierdzili naukowcy. „Ważne jest, abyśmy zdefiniowali ten wskaźnik tak dokładnie, jak to możliwe, ponieważ ta niewielka, ale znacząca liczba jest wykorzystywana w prawie wszystkich umowach finansowych finansujących projekty fotowoltaiczne i zapewnia kluczowe wytyczne dla branży”.
W większości badanych systemów fotowoltaicznych krótkotrwałe narażenie na ekstremalne warunki pogodowe, takie jak powodzie, silne wiatry, grad, pożary i błyskawice, było minimalne. Średni czas trwania przerwy spowodowanej ekstremalnym zdarzeniem pogodowym wynosił od dwóch do czterech dni, co spowodowało spadek średniej rocznej produkcji o 1%.
W sumie w 12 z 6400 systemów wystąpiły awarie trwające co najmniej dwa tygodnie. Większość awarii wynikała z powodzi, opadów deszczu i porywistego wiatru. W większości systemów w zbiorze danych wystąpiła tylko jedna awaria spowodowana pogodą.
Krytyczne dla przetrwania elektrowni fotowoltaicznych warunki atmosferyczne wystąpią w przypadku opadów gradu o średnicy przekraczającej 25 mm, wiatru o prędkości przekraczającej 90 km/h i pokrywy śnieżnej przekraczającej 1 m. W takich warunkach panele fotowoltaiczne częściej ulegałyby awariom, co producenci fotopaneli powinni zwrócić uwagę, jeśli chcą poprawić niezawodność swoich produktów.
„Nie wierzymy, że którakolwiek z tych analiz wskazuje, że systemy fotowoltaiczne są zawodne lub szczególnie podatne na ekstremalne warunki pogodowe. Systemy fotowoltaiczne wykazały, że mogą zapewnić zasilanie rezerwowe i uratować życie, gdy otaczająca infrastruktura zostanie uszkodzona przez ekstremalne zjawiska pogodowe, powiedział Dirk Jordan, badacz z NREL. „Są jednak dalsze kroki, które możemy podjąć, aby poprawić jakość sprzętu, a zwłaszcza zaawansowane praktyki instalacyjne, aby poprawić odporność na te zdarzenia pogodowe”.
Ogólnie rzecz biorąc, badanie wykazało, że podczas przechodzenia na energię odnawialną można polegać na panelach słonecznych. Chciałbym jednak zwrócić uwagę na taki fakt, jak przyspieszona degradacja paneli fotowoltaicznych po 10 latach eksploatacji, co nie znajduje odzwierciedlenia w pracach naukowców z USA, ale jest odnotowywane przez badaczy w innych krajach.