Voordat potentiële kopers gaan investeren in een reeks zonnepanelen, kunnen ze zich afvragen:hoe lang gaat de technologie mee voordat deze kapot gaat?

Dat is precies wat een team van NIST-onderzoekers - waaronder Stephanie Moffitt, Po-Chang Pan en Xiaohong Gu (hier afgebeeld) - wilde begrijpen.

Tegenwoordig zijn garanties van 30 tot 35 jaar de norm voor commerciële zonnepanelen, maar er zijn zorgen dat sommige materialen van zonnepanelen scheuren kunnen vertonen en eerder kunnen falen.

Voor hun tests gebruikten de teamleden meerdere versnelde verweringsprotocollen om veroudering in het veld te simuleren, waarbij hun monsters werden blootgesteld aan stressfactoren zoals hitte, vochtigheid en ultraviolet licht. Ook lieten ze na zeven jaar monsters nemen van een zonnepaneelveld in Arizona, toen begonnen de panelen scheuren te vertonen.

Ze ontdekten dat er scheuren konden ontstaan ​​in het rugmateriaal (achtervellen) van panelen met behulp van een type polyvinylideenfluoride (PVDF) polymeer als laminaat, met name wanneer:

• Het polymeer wordt mechanisch belast (getrokken of uitgerekt) in een specifieke richting, wat de kristallijne structuur van het materiaal verzwakt.
• De buitenste laag is vermengd met acrylpolymeren en pigmenten, wat leidt tot chemische degradatie die putjes op het oppervlak produceert. De backsheet is dan niet bestand tegen spanning en de putjes veroorzaken microscheurtjes.

Met behulp van microscopietechnieken ontdekten de onderzoekers ook een verandering in de kristallijne structuur van een backsheet-materiaal die optreedt tijdens het kraken. Die structuur gaat over van de alfa- naar de bètafase, wat betekent dat de polymeerketens zich in een meer uitgelijnde formatie beginnen te verpakken.

Kortom, het team ontdekte dat niet alle op PVDF gebaseerde backsheets zich hetzelfde gedragen, en als ze allemaal op één hoop worden gegooid, kan de situatie te eenvoudig worden.

In veel gevallen kan het kraken van de achterplaat een enorm probleem zijn voor de vitaliteit van zonnepanelen, en er is geen wijdverbreide, eenvoudige oplossing. Panelen met ernstige scheuren vereisen een volledige vervanging. Maar dit soort onderzoek geeft meer inzicht in de problemen, zodat fabrikanten weloverwogen keuzes kunnen maken over materialen voor betrouwbaardere producten. + Verder verkennen

Studie onthult een mogelijke oorzaak van vroegtijdige uitval van zonnepanelen