Zonnepanelen die bestand zijn tegen een 'klimaatwhiplash'

Er zijn aanwijzingen dat we naarmate de aarde opwarmt steeds meer te maken zullen krijgen met extreme weersomstandigheden. Onderzoekers noemen dit effect de 'klimaatwhiplash'. Ze denken dat di wordt veroorzaakt door de opwarming van het poolgebied en de klimaatverandering.1 <a href="https://e360.yale.edu/features/climate-whiplash-wild-swings-in-extreme-weather-are-on-the-rise" target="_blank">https://e360.yale.edu/features/climate-whiplash-wild-swings-in-extreme-weather-are-on-the-rise</a>  Dat zou kunnen betekenen dat er meer extreme schommelingen ontstaan tussen perioden waarin het vriest en waarin het dooit en dat er behoefte zal zijn is aan betrouwbaardere zonnepanelen. Niet alle zonnepanelen presteren even goed bij grote schommelingen in temperatuur en luchtvochtigheid. Als een systeem slecht werkt is het minder duurzaam en is het financiële rendement lager.

SunPower heeft meer dan 35 jaar ervaring en heeft meer dan 30 miljoen zonnepanelen geïnstalleerd. Met een toonaangevende R&D-investering2 Gebaseerd op cumulatieve investeringen van 2007 tot 2018. Osborne. " Analyse van R&D-uitgaven van 21 fabrikanten van PV-modules.” PVTech.com 2019. is SunPower erin geslaagd om een zonnetechnologie te ontwikkelen die optimaal presteert in barre omstandigheden. Onze superieure Maxeon-panelen behouden hun vermogen 2 tot 3 keer beter dan conventionele panelen3 Jordan, et. al. Robust PV Degradation Methodology and Application. PVSC 2018. en worden ondersteund door de beste garantie in de branche.4 Op basis van een onderzoek naar garanties in januari 2019 op websites van de 20 grootste fabrikanten volgens IHS 2018.  Maxeon-zonnepanelen hebben ook een gegarandeerd laag retourpercentage van slechts 0,005%, op basis van een meting van meer dan 15 miljoen zonnepanelen.5 "A Comparative Study: SunPower DC Solar Module Warranty Claim Rate vs. Conventional Panels." SunPower Corporation. 2019.

SunPower-medewerkers leggen de laatste hand aan onze superieure Maxeon-panelen.

Ontworpen voor optimale betrouwbaarheid

Als de temperatuur wisselt van erg koud naar erg warm en omgekeerd, zullen de metalen cellen en stroken in zonnepanelen in verschillende mate inkrimpen en uitzetten. Dat kan na verloop van tijd leiden tot defecten bij cellen zonder solide metalen onderlaag. Dankzij de gepatenteerde koperen onderlaag kunnen SunPower^® Maxeon^®-cellen buigen waar andere breken. Daardoor zijn ze opgewassen tegen de zwaarste omstandigheden.

Dat effect wordt nog versterkt bij regen, sneeuw of zeewind, waarbij vocht het zonnepaneel kan binnendringen bij temperaturen boven het vriespunt. Tijdens het koude gedeelte van de cyclus kan het water bevriezen. Het ijs zet uit en kan de oppervlakte eromheen beschadigen.

Dat valt te vergelijken met het ontdooien en bevriezen van het wegdek. Bij temperaturen boven het vriespunt dringt het vocht door tot in de kleinste barsten van het wegdek. Wanneer de temperatuur vervolgens daalt, begint het water te bevriezen en zet het uit waardoor de barsten groter worden. Water neemt bij bevriezing 10% in volume toe en kan bij uitzetting een druk van meer dan 30.000 psi uitoefenen. Kortom, of het nu gaat om wegen of zonnepanelen, bevroren water leidt tot schade van binnenuit. En wanneer het ijs bij warmer weer smelt, begint de schadecyclus opnieuw.

Het mechanisme dat wegen beschadigt in de winter, zorgt ook voor vermogensverlies bij zonnepanelen van inferieure kwaliteit.

Maxeon-cellen zijn voorzien van een vertinde koperen onderlaag. Dat beschermt niet alleen tegen breuk, maar ook tegen corrosie, wat bij conventionele panelen vaak de oorzaak is van degradatie en defecten.

In SunPower-zonnepanelen wordt geen gebruik gemaakt van EVA-inkapseling, een bestanddeel van meer dan 90% van de zonnepanelen die op de markt zijn.6 International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) – maart 2019.  Uit onderzoek is gebleken dat modules die EVA bevatten, gevoelig zijn voor fysieke belasting bij lage temperaturen7 Effect of Encapsulation Modulus on the Response of PV Modules to Mechanical Stress, Rafal Mickiewicz et al, Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems. , omdat de EVA stijf wordt en de belasting daardoor wordt overgedragen op de onderliggende cellen. Een broze inkapseling met broze cellen is gevoeliger voor barsten dan het robuuste design van Maxeon, dat meegeeft en zorgt voor behoud van de elektrische verbinding, zelfs wanneer er barsten ontstaan. Zoals uit de bovenstaande video blijkt, kan dat een ernstig risico vormen.

Wij testen van binnen en van buiten

Onze Maxeon-panelen moeten een strenge test doorstaan waarbij de whiplash van een vriezen-dooien-cyclus wordt nagebootst. Bij de test schommelt de temperatuur van -40 tot 85°C, met 5 cycli per dag, waarbij op het hoogtepunt van de cyclus erg veel luchtvochtigheid wordt opgeslorpt (RV van 85%). 

SunPower-technici plaatsen een Maxeon-paneel in een testruimte in het laboratorium.

Uit tests is gebleken dat deze belasting bijna geen impact heeft op SunPower-zonnepanelen, zelfs niet na 380 cycli (38 keer de vereiste hoeveelheid voor certificering). Bij conventionele panelen treedt echter al na 10 tot 20 cycli vermogensverlies op.

Extreme weerspatronen kunnen in de toekomst wel eens aan de orde van de dag zijn. Maar SunPower blijft zich continu inzetten voor onze missie om de manier waarop wereldwijd energie wordt opgewekt te veranderen. Als het gaat om klimaatverandering zijn onze klanten onvermoeibaar. Dat geldt ook voor onze zonnepanelen die uitstekend bestand zijn tegen barre omstandigheden. Samen kunnen we écht verschil maken in de strijd tegen de opwarming van de aarde.