Учёные Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL) в США провели исследования почти на 2500 объектах по выработке электричества от солнечного света. Несмотря на опасения, большинство фотоэлектрических систем за годы работы испытали минимальный ущерб от кратковременных экстремальных погодных условий и показали скромную деградацию, что обещает приблизить переход на возобновляемые источники энергии.

Контроль качества солнечных панелей. Источник изображения: PVEL

Изучению подверглись коммерческие и коммунальные солнечные электростанции по всей территории Соединенных Штатов, развёрнутые в период с 2008 по 2022 год. Были получены данные от 25 тыс. инверторов из 37 штатов. Исследования охватили почти 8 ГВт фотоэлектрических мощностей со средним временем эксплуатации 5 лет. С учётом того, что в 2022 году в США было чуть больше 100 ГВт установленной мощности солнечных электростанций, учёные изучили определённо меньше 10 % от работающих систем. Однако для качественной статистики этого вполне достаточно.

Исследователи выяснили, что в среднем производительность фотопанелей снижается на 0,75 % в год, что соответствует аналогичным значениям, о которых сообщалось в предыдущих исследованиях. Анализ показал, что системы в зонах с более высокой температурой демонстрируют вдвое большую потерю производительности, чем системы в более прохладном климате: на 0,88 % в год и 0,48 % в год соответственно. В целом, в 90 % исследованных систем потери производительности составляли менее 2 % в год.

«Во-первых, это показывает, что наш парк фотоэлектрических систем в целом не выходит из строя катастрофически, а, скорее, деградирует скромными темпами в пределах ожиданий, — сообщили учёные. — Важно, чтобы мы как можно точнее определили этот показатель, потому что это небольшое, но ощутимое число используется почти во всех финансовых соглашениях, которые финансируют солнечные проекты, и обеспечивает важнейшие рекомендации для отрасли».

Краткосрочное воздействие экстремальных погодных условий, таких как наводнения, сильные ветры, град, лесные пожары и молнии, в большинстве исследованных фотоэлектрических систем было минимальным. Средняя продолжительность отключения после экстремального погодного явления составила два–четыре дня, что привело к снижению среднегодовых показателей выработки на 1 %.

В общей сложности в 12 системах из 6400 произошли отключения на две недели и более. Большинство отключений произошло из-за наводнений и дождей, за которыми последовали порывы ветра. В большинстве систем из набора данных произошел только один сбой, связанный с погодой.

Критическими для выживания солнечных электростанций погодные условия возникли бы в случае увеличения градин свыше 25 мм, скорости ветра более 90 км/ч и снежного покрова более 1 м. При таких условиях солнечные панели чаще бы выходили из строя, на что должны обратить внимание производители фотопанелей, если они хотят повысить надёжность своей продукции.

«Мы не считаем, что какой-либо из этих анализов свидетельствует о том, что фотоэлектрические системы ненадежны или особенно уязвимы к экстремальным погодным условиям. Фотоэлектрические системы продемонстрировали, что они могут обеспечивать резервное питание и спасать жизни, когда окружающая инфраструктура повреждена экстремальными погодными явлениями, — сказал исследователь NREL Дирк Джордан. — Тем не менее, есть дальнейшие меры, которые мы можем предпринять для улучшения качества оборудования и особенно передовых методов установки для повышения устойчивости к этим погодным явлениям».

В целом исследование показало, что при переходе к возобновляемой энергетике на солнечные панели можно положиться. Однако хотелось бы обратить внимание на такой факт, как ускоренная деградация солнечных панелей после 10 лет эксплуатации, что не отражено в работе учёных из США, но фиксируется исследователями в других странах.

Компьютерный магазин в Германии нашёл на складе запечатанный шприц с силиконовой термопастой Arctic Cooling 20-летней давности. Находка заинтересовала сотрудников Igor’s Lab. Было решено провести испытания этого «динозавра термопаст» эпохи процессоров Intel Pentium 4. Эксперты не без удивления обнаружили, что древний продукт ни в чём не уступает свежеизготовленной пасте аналогичного состава, хотя не может конкурировать с современными продвинутыми изделиями.

Источник изображений: Igor's Lab

Первоначальный осмотр показал, что шприц с термопастой Arctic Cooling сохранил герметичность, паста имела приемлемую консистенцию и легко выдавливалась. Судя по надписям на упаковке, паста содержала 50 % силикона, 20 % углерода и 30 % оксида металла. При проверке состава при помощи лазерного спектроскопа выяснилось, что паста состоит из 50 % силикона и 50 % оксида цинка. По всей видимости, упоминание углерода на упаковке было проделками маркетологов.

Специалисты Igor’s Lab отметили, что современная промышленная «эталонная паста, ориентированная на долговечность» TCTG-4.0 от MCT по своим характеристикам крайне близка к тестируемой старинной Arctic Cooling, что доказывает практически полное отсутствие деградации при столь длительном хранении.

При дальнейших испытаниях выяснилось, что термопаста эпохи Pentium 4 не в состоянии конкурировать с современными решениями. Тестирование процессора Intel Core i9-13900K со старой Arctic Cooling и современной Alphacool Apex выявило разницу в шесть градусов Цельсия в пользу нового состава. Это ожидаемая разница, хотя за 20 лет прогресса в разработке термопаст результат мог бы быть и более ощутимым.

Исследователи Igor’s Lab после испытаний пришли к выводу, что рекомендации производителей на упаковке термопасты «использовать до» или «годна до» можно смело игнорировать. Конечно, это применимо только в случае, если паста хранится в запечатанной оригинальной упаковке в тёмном прохладном месте.

В тестовой лаборатории 3DNews тестирование термопаст производилось неоднократно, результаты этих тестов можно посмотреть здесь, здесь и здесь. Результаты масштабного теста 90 современных термопаст был недавно опубликованы специалистами Tom's Hardware.