Солнечные модули под давлением: растущий риск спонтанного разрушения стекла

Аккумулятор Challenger A12-65

Самопроизвольное разрушение стекла в солнечных модулях, которое когда-то считалось единичными случаями, происходит всё чаще. Это говорит о том, что некоторые производственные решения имеют свои ограничения и требуют более тщательного контроля качества.

Испытание на устойчивость к ударам града, которое является частью протокола тестирования PQP компании Kiwa-PVEL, выявило хрупкость некоторых модулей с очень тонким стеклом

В связи с быстрым развитием солнечной фотоэлектрической энергетики надёжность модулей стала ключевым вопросом для отрасли. Среди проблем с качеством, возникших в последнее время, всё больше внимания привлекает самопроизвольное разрушение стекла. Разрушение стекла, которое долгое время считалось единичными случаями, теперь происходит всё чаще, что указывает на ограниченность некоторых производственных решений и необходимость проявлять повышенную бдительность.

Развитие солнечной энергетики сопровождалось постоянным совершенствованием технологий и производственных процессов. Чтобы удовлетворить глобальный спрос и снизить затраты, многие производители стали выпускать более крупные, мощные, но при этом более лёгкие модули. Более лёгкий модуль имеет неоспоримое преимущество: он снижает нагрузку на конструкции и, следовательно, затраты на строительство. Поскольку стекло составляет более половины веса модуля, стремление к лёгкости естественным образом привело к использованию всё более тонкого стекла.

Хотя такая разработка позволяет создавать более лёгкие конструкции и упрощает логистику, она влияет на прочность модулей. Действительно, более тонкое стекло, даже закалённое, более подвержено механическим и термическим нагрузкам, с которыми оно сталкивается в течение всего срока службы модуля, от производства до эксплуатации на объекте.

Увеличение количества случаев хрупкости

Независимые тесты качества, такие как те, что проводят RETC или Kiwa PVEL, указывают на повышенную хрупкость модулей (согласно отчету Kiwa PVEL за 2025 год, 83 % производителей не прошли хотя бы один тест на надежность модулей по сравнению с 66 % в 2024 году). Эта тенденция также подтверждается отзывами с мест. Случаи появления трещин или поломки модулей, иногда всего через несколько недель после установки, происходят без каких-либо внешних воздействий или экстремальных погодных условий.

Снижение ударопрочности также увеличивает риск поломки при установке и обслуживании модулей, особенно при скашивании растительности с камнями, которые могут повредить панели. В некоторых проектах процент поломок достигает значительных значений, что приводит к производственным потерям, затратам на замену и рискам для безопасности персонала. Важно помнить, что сломанный модуль больше не является токоведущим устройством класса 4 (например, как стиральная машина) и, следовательно, представляет опасность поражения электрическим током для персонала на объекте.

Диагностировать эти дефекты сложно: микротрещины, часто невидимые невооружённому глазу, могут разрастаться под воздействием перепадов температуры или влажности, что в конечном счёте приводит к внезапному разрушению стекла. Для их обнаружения требуются тщательные, длительные и дорогостоящие проверки, а несвоевременное выявление может привести к проникновению воды, что влечёт за собой дефекты изоляции, снижение доступности и эффективности и даже опасность возгорания.

Столкнувшись с этой реальностью, мы задаёмся вопросом о стандартах и сертификационных испытаниях. Существующие протоколы разработаны таким образом, чтобы гарантировать надёжность модулей в стандартных условиях, и иногда не могут отразить разнообразие ограничений, с которыми приходится сталкиваться в полевых условиях. Модули нового поколения, которые становятся всё больше, подвергаются повышенным механическим и термическим нагрузкам, для которых традиционных запасов прочности уже недостаточно. Эта ситуация требует пересмотра методов тестирования с целью включения в них сценариев, более точно отражающих реальные условия эксплуатации. В дополнение к отдельным тестам предлагается последовательность испытаний в соответствии со стандартом IEC 61215:2021.

Строгие процедуры контроля качества

Помимо чисто технических аспектов, уже недостаточно полагаться на стандартные сертификаты или гарантии: покупатели, будь то разработчики, операторы или инвесторы, должны самостоятельно проверять соответствие и надёжность модулей, которые они интегрируют в свои проекты. Это предполагает внедрение строгих процедур контроля качества, включая аудит производственного предприятия и, в частности, условий ламинирования, а также дополнительные выборочные проверки перед началом производства, во время производства и на всех этапах цепочки поставок.

Визуальный осмотр, тестирование производительности на образцах, проверка прослеживаемости материалов и контроль условий транспортировки могут помочь снизить риск возникновения дефектов и выявить потенциальные проблемы до установки модулей. В связи с недавними проблемами, возникшими с модулями из двойного стекла толщиной 2 мм, как поставщикам стекла, так и производителям модулей следует внедрить или усилить официальные планы контроля качества стекла.

Такие планы должны включать:

• Входной контроль необработанных стеклянных листов перед ламинированием, включая проверку поверхности при косом освещении и с увеличением для выявления микродефектов
• Неразрушающий контроль поверхности, например измерение поверхностного напряжения, картирование оптических искажений или фотоупругий анализ для выявления дефектов закалки или неравномерного напряжения
• Четкие критерии приемки, определяющие размер, тип и расположение допустимых дефектов

Для поддержания рентабельности и долгосрочной эффективности солнечных электростанций необходимы более строгие требования к качеству. Постоянное ценовое давление на рынке модулей вынуждает производителей сокращать расходы, иногда в ущерб качеству компонентов, поэтому независимый контроль качества со стороны покупателей становится всё более важным. Повышая стандарты и делясь передовым опытом, разработчики проектов и инвесторы могут способствовать повышению надёжности в отрасли.