研究により、1980 年代と 1990 年代の太陽電池モジュールの劣化は予想よりはるかに低いことが判明しました--

スイス応用科学大学 (SUPSI) が率いる研究グループは、1980 年代後半から 1990 年代前半にスイスに設置された 6 台の南向きの系統接続型太陽光発電システム{{0}{1}{2}}の長期分析を実施しました。研究者らは、システムの年間電力損失率が平均 0.16% ～ 0.24% であり、文献で一般的に報告されている年間 0.75% ～ 1% よりも大幅に低いことを発見しました。

この研究では、メーリン（310m-VR-AM55）、ブルクドルフのティーアガルテン東西（533m-VR-SM55(HO)）、ブルクドルフ・フィンク（552m-BA-SM55）にある 4 つの低高度屋上システムを調査しました。-これらの設置では、換気された、または建物に適用された屋上構成が使用されます。-分析には、モン-ソレイユ（標高 1,270 メートル-または-SM55）の中-ユーティリティ-規模のプラントと、ビルク（標高 2677 メートル-VF-AM55）とユングフラウヨッホにある 2 つの高-ファサード設置-システムも含まれています(3462m-VF-SM75)。

すべてのシステムには、当時わずか 1 MW の容量を備えた世界最大の太陽光発電メーカーであった米国-に拠点を置く Arco Solar 製の ARCO AM55 モジュール、または Siemens SM55、SM55- モジュールのいずれかが搭載されています。シーメンスは、1990 年にアルコ ソーラーの筆頭株主になりました。モジュールの定格出力は 48 W ～ 55 W で、ガラス製フロント シート、エチレン酢酸ビニル (EVA) 封入層、単結晶シリコン セル、およびポリマー バックシート ラミネートで構成されています。

テスト設定には、AC および DC 電源出力、周囲温度とモジュール温度、日射計を使用して測定されたアレイ面放射照度の現場モニタリングが含まれていました。{{1}{2}研究者らは、現場の状況に基づいて、施設を低地-、中地-、高地-の気候帯に分類した。

研究者らは、「ベンチマークの目的で、モニタリングキャンペーンの開始以来、2台のシーメンスSM55モジュールがベルン応用科学大学の太陽光発電研究室の制御された屋内環境に保管されている」と述べた。また、複数-年間-対-年（複数-前年比）手法を適用して、システム-レベルのパフォーマンス損失率（PLR）を決定しました。

結果は、すべてのシステムの PLR が年間 -0.12% ～ -0.55% の範囲にあり、年間平均 -0.24% ～ -0.16% であり、古い太陽光発電システムと最新の太陽光発電システムの両方で報告されている一般的な劣化率を大幅に下回っていることがわかります。研究者らはまた、高地のシステムは、より高い放射照度や紫外線にさらされているにも関わらず、一般に同等の低地の施設に比べて平均性能比が高く、劣化率が低いことも発見した。

この研究ではさらに、公称タイプが同じでも内部設計が異なるモジュールは著しく異なる劣化挙動を示すことが明らかになりました。標準的な SM55 モジュールでは、はんだ接合不良が繰り返し発生し、直列抵抗の増加と曲線因子の低下につながりました。対照的に、SM55- HO モジュールは、改良されたバックシート設計の恩恵を受け、より高い内部反射率と長期安定性の向上を実現しました。

全体として、調査結果は、初期世代の PV モジュールの長期劣化は、標高や日射量だけではなく、主に熱応力、換気条件、材料設計によって引き起こされることを示しています。{0}{1}涼しく換気の良い環境に設置されたモジュールは、数十年にわたって特に安定したパフォーマンスを発揮しました。-

このテスト結果は、EES Solar に掲載された論文「30 年、3 つの気候: 太陽光発電モジュールの長期信頼性に対する環境と材料の影響」に記載されています。{0}

「研究では、部品表（BOM）が PV モジュールの寿命に影響を与える最も重要な要素であることが特定されました。」と彼らは結論付けています。{{1} 「すべてのモジュールが同じ製品ファミリーに属しているにもかかわらず、封止材の品質、充填材、製造プロセスの違いにより、劣化速度に大きな差が生じました。UV 安定化機能を備えていない初期世代の封止材では老化が加速しましたが、最適化されたバックシートと改善された製造品質を備えた後期のモジュール設計では、優れた長期安定性が実証されました。-」