Международная команда ученых провела первое глобальное исследование влияния изменения климата на деградацию фотоэлектрических систем, установленных на крышах зданий. Оказалось, что рост температур из-за глобального потепления значительно увеличивает риск перегрева панелей, что приведёт к ускоренному старению модулей. Панели на крышах особенно уязвимы, поскольку ограниченные зазоры при монтаже способствуют концентрации тепла.
Источник изображения: ИИ-генерация Grok 4/3DNews
Как справедливо рассудили исследователи, текущие международные стандарты IEC (в частности, IEC-63126), основанные на исторических данных о климате 1998–2020 годов, существенно недооценивают будущие риски: при потеплении на 2 °C они оценивают угрозу для 74 % мощностей, а при 4 °C — всего для 48 %, оставляя недооцененной опасность деградации, соответственно, для оставшихся 26 % и 52 % мощностей. Этот пробел приведёт к тому, что электричество станет дороже, а инвесторы столкнутся с неожиданными расходами.
Авторы подчёркивают, что предыдущие работы по оценке выработки фокусировались в основном на снижении эффективности генерации или изменении солнечной освещенности, игнорируя систематическое влияние длительных высоких температур на деградацию панелей.
Для более полного прогнозирования они при моделировании использовали целую цепочку подходов: климатические прогнозы по 20 моделям CMIP6 с корректировкой смещений, расчёт рабочих температур модулей (кристаллический кремний, наклон 20°, ориентация на экватор) и применение физической модели Аррениуса для оценки ускоренного старения. Базовая годовая деградация фотоячеек была принята на уровне 0,66 %, а модуль считался непригодным после потери 20 % мощности. Критическими порогами нагрева панелей считались 70 °C (стандартный) и 80 °C (экстремальный).
Результаты исследования показали, что при потеплении на 2,5 °C приведённая стоимость электроэнергии (LCOE) в некоторых регионах возрастает до 20 %, что примерно в три раза превышает влияние других климатических факторов, изучавшихся ранее. Наиболее сильный негативный эффект проявляется в экономически уязвимых регионах — Африке, Южной Азии и частях Южной Америки, где рост стоимости электроэнергии окажется существенно выше, чем в развитых странах.
В случае потепления на 4 °C разрыв между наиболее и наименее уязвимыми странами удваивается. Фактически в масштабах мира произойдёт удвоение рисков температурной деградации солнечных панелей на крышах по сравнению с ранее прогнозируемым уровнем, который закреплён в стандарте. Это не только приведёт к увеличению незапланированных общих затрат, но и подорвёт идею распределенной солнечной энергетики как инструмента энергетического равенства, поскольку бедные регионы будут получать более дорогую чистую энергию из менее надёжного источника.
Учёные призывают срочно обновить отраслевые стандарты с учётом будущих климатических сценариев и уже представили обновленные глобальные карты рисков. Работа вызвала интерес у технического комитета IEC 82, планируется дальнейшее сотрудничество. Без адаптации отрасли инвесторы и подрядчики рискуют столкнуться с преждевременным выходом систем из строя, непредвиденными расходами на замену и ростом цен на электроэнергию, производимую солнечными станциями на крышах.