Wissenschaftler des National Renewable Energy Laboratory haben einen kosteneffektiven Fünf-Punkte-Plan zur Verbesserung der Zuverlässigkeit von Sonnenkollektoren angesichts extremer Wetterbedingungen, schneller Innovation und äußerst wettbewerbsfähiger Preise aufgestellt.
In einem Kommentar in der Zeitschrift veröffentlicht Natur, Dirk Jordan, Teresa Barnes, Nancy Haegel und Ingrid Repins fordern die Solarindustrie auf, strenge Richtlinien zu erlassen, um sicherzustellen, dass die heute installierte Technologie auf Langlebigkeit ausgelegt ist. Jordan ist Senior Reliability Engineer, Barnes Group Manager für Materialzuverlässigkeit, Haegel Direktor des Materials Science Center und Repins Senior Research Fellow.
„Es ist aufregend, dass die Kosten im Solarbereich so stark gesunken sind, dass wir uns mit Herausforderungen beschäftigen können, die über die Vorlaufkosten hinausgehen, wie die Sicherung einer nützlichen Projektlebensdauer von Jahrzehnten“, sagte Repins.
„Wir haben die Wahl, Solarsysteme zu bauen, die auch dann zuverlässig Strom liefern, wenn extreme Wetterbedingungen das Netz beschädigen. Zertifizierungen, einschließlich Bildung und Anwendung der Best Practices für regionale Extremwetterlagen, werden sich mit kostensparendem Strom amortisieren“, sagte Jordan.
Neue Designs und Materialien kommen jedoch schneller auf den Markt als in der Vergangenheit, und die Haltbarkeitstests müssen beschleunigt werden, stellten die Wissenschaftler fest. Die heutige Solartechnik ist zwar effizienter geworden, aber auch für Fehler gibt es wenig Spielraum. Extremes Wetter, das durch den Klimawandel verursacht wird, stellt auch ein Problem für Sonnenkollektoren dar, wie beispielsweise während eines Sturms in Texas im Jahr 2019, als Hagelkörner fast 7 Zentimeter über zerschmetterte Module hinweg rieselten, was der Energie von 20.000 Haushalten entspricht.
Die Forscher warnten, dass bestehende Schwachstellen, wenn sie nicht proaktiv angegangen werden, die massive Einführung von Solarenergie verlangsamen könnten, die erforderlich ist, um die Klimaschutzziele zu erreichen und die Zuverlässigkeit der Stromversorgung zu verbessern. Um dies zu vermeiden, skizzieren die Autoren die folgenden Schritte:
- Wissenschaft fördern — Die Labortests und das Verständnis der grundlegenden Physik und Chemie des Abbaus müssen verbessert werden, einschließlich Tests, die extremere Bedingungen berücksichtigen und Fehler auf realistischere Weise aufdecken.
- Standards stärken — Qualitätsstandards, die derzeit oft einzelne Komponenten abdecken, müssen das gesamte Solarenergiesystem abdecken, beispielsweise durch die Nutzung der IECRE (International Electrotechnical Commission for Renewable Energy Applications). Systemkomponenten müssen Laborbedingungen ausgesetzt werden, die naturalistische Stressoren besser kombinieren.
- Veränderungen überwachen — Der Einsatz von Sensoren und Monitoring zur Früherkennung von Problemen muss zur Routine werden, damit beispielsweise Panels an Nachführsystemen zum Hagelschutz gekippt werden können.
- Schienenmaterialien – Solarentwickler, Käufer und Tester sollten Informationen zu den in Modulen verwendeten Materialien anfordern, falls die Hersteller aufgrund von Lieferkettenproblemen ungetestete Komponenten ersetzen mussten. Es sollten Zertifizierungen verwendet werden, die stichprobenartige Produkttests umfassen.
- Die Community aufklären – Best Practices müssen weltweit kommuniziert und übernommen werden, einschließlich solcher Probleme wie der einfachen Schritte, die dazu beitragen können, dass Systeme in hurrikangefährdeten Regionen funktionsfähig bleiben. Das Engagement für die Qualität von Solarsystemen ist in der gesamten Wertschöpfungskette von wesentlicher Bedeutung und sollte eine strenge Installateurschulung umfassen, wie sie beispielsweise vom NABCEP (North America Board of Certified Energy Practitioners) angeboten wird.
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Artikel mit freundlicher Genehmigung von Nationales Labor für erneuerbare Energien.
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