แผงโซลาร์เซลล์โดยทั่วไปเป็นการผลิตพลังงานมีความน่าเชื่อถือและปราศจากปัญหา เนื่องจากไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวและต้องการการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อยเช่นการทำความสะอาด อย่างไรก็ตาม เช่นเดียวกับผลิตภัณฑ์อื่นใดๆ แผงเซลล์แสงอาทิตย์อาจล้มเหลวหรือมีประสิทธิภาพต่ำกว่าปกติเนื่องจากวัสดุที่ไม่ได้มาตรฐานหรือฝีมือการผลิตที่ไม่ดีในระหว่างกระบวนการผลิต โชคดีที่สิ่งนี้หายากมากและโดยปกติเพียง 1 ใน 5000 แผงเท่านั้นที่จะประสบปัญหาข้อบกพร่องในการผลิต ข้อบกพร่องมักเกี่ยวข้องกับความพยายามอย่างต่อเนื่องเพื่อลดต้นทุนจึงไม่น่าแปลกใจเลย ที่แผงที่มีราคาต่ำกว่ามักประสบกับข้อผิดพลาดมากกว่าแผงจากแบรนด์พลังงานแสงอาทิตย์ระดับพรีเมียมที่เป็นที่ยอมรับ
นอกเหนือจากข้อบกพร่องในการผลิตจำนวนเล็กน้อยแล้ว เป็นเรื่องปกติที่แผงโซล่าเซลล์จะประสบกับความเสื่อมโทรมเพียงเล็กน้อยเมื่อเวลาผ่านไป แผงโซลาร์เซลล์ต้องทำงานเป็นเวลาหลายปีภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรงหลากหลาย ตั้งแต่สภาพอากาศที่มีอุณหภูมิผันผวนอย่างมาก ไปจนถึงความชื้นสูง ฝน พายุ ลมแรง และการกัดกร่อนจากเกลือในพื้นที่ชายฝั่งทะเล อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ แผงโซลาร์เกือบทั้งหมดมีการรับประกันผลิตภัณท์ขั้นต่ำ 10 ปีและยังรับประกันประสิทธิภาพ 25 ปีอีกด้วย สำหรับแผงกลุ่มที่เป็น premium ผู้ผลิตจะให้การรับประกันผลิตภัณท์ได้สูงถึง 25 ปี
ตลอดอายุการใช้งาน 25 ปีของแผงโซล่าเซลล์ เป็นเรื่องปกติที่ประสิทธิภาพจะค่อยๆ ลดลงเมื่อเวลาผ่านไป แต่น่าเสียดาย แผงจำนวนหนึ่งอาจเกิดความเสียหายอย่างรุนแรงเนื่องจากปรากฏการณ์ที่รู้จักกันดี 5 ประการที่จะอธิบายต่อไปในบทความนี้ นอกเหนือจากสาเหตุเหล่านี้ บางครั้งแผงโซล่าเซลล์อาจได้รับความเสียหายระหว่างการขนส่งหรือการจัดการที่ผิดพลาดระหว่างการติดตั้ง ซึ่งอาจไม่ปรากฏให้เห็นจนกว่าจะผ่านไปหลายปีหลังจากการติดตั้ง นอกจากนี้ ในบางกรณี กระจกด้านหน้าอาจแตกเสียหาย เนื่องจากการกระแทกที่รุนแรงจากลูกเห็บขนาดใหญ่และอาวุธอื่นๆ ได้ด้วยเช่นกัน 
5 สาเหตุหลักของการเสื่อมสภาพของแผงโซล่าเซลล์
- LID – Light Induced Degradation – ทำให้ประสิทธิภาพของแผงลดลง 25% ถึง 0.7% ต่อปี
- PID – Potential Induced Degradation – ทำให้ประสิทธิภาพลดลงในระยะยาวเนื่องจากแรงดันไฟฟ้ารั่วไหล
- General Degradation – ความเสื่อมสภาพของแผงเนื่องจากน้ำและความชื้น
- LeTID – Light and elevated Temperature Induced Degradation – ทำให้ประสิทธิภาพของแผงลดลง 3%ถึง 6% ในทันทีเมื่อแผงเกิดความเสื่อมสภาพ
- Micro-cracks and hot spots – ความเสียหายที่เกิดขึ้นเนื่องจากเกิดรอยแตกขนาดเล็กในเซลล์แสงอาทิตย์
LID – Light Induced Degradation
เมื่อแผงโซลาร์เซลล์ถูกแสงแดดครั้งแรก จะเกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่า ‘power stabilization’ เนื่องจากมีออกซิเจนในแผ่นซิลิคอน โดยในช่วงเริ่มต้นของการเสื่อมสภาพที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วยแสงหรือ Light Induced Degradation – LID นี้ แผงโซลาร์เซลล์อาจสูญเสียกำลังวัตต์สูงสุด (Wp) ได้ถึง 2% ถึง 3% ในช่วงสองสามร้อยชั่วโมงแรกของการทำงาน และผลกระทบทั้งหมดของ LID ในช่วงเริ่มต้นนี้จะเกิดขึ้นในช่วงปีแรกของการใช้งานหลังจากนั้น อัตราของ LID จะลดลงอย่างมากเป็น 0.3% ถึง 0.7% ต่อปีในอีก 25 ปีข้างหน้า อย่างไรก็ตาม LID อาจต่ำเพียง 0.25% ต่อปีสำหรับโมดูลประสิทธิภาพสูงจากผู้ผลิตเช่น LG, Sunpower และ REC เนื่องจากใช้พื้นผิวเซลล์ซิลิกอนชนิด N ที่มีความบริสุทธิ์สูง นอกจากนี้ผู้ผลิตส่วนใหญ่จะออกแบบและผลิตให้แผงมีระดับพลังงานสูงสุดของแผงเกินจากที่ระบุไว้ในเอกสารคู่มือเล็กน้อยทำให้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ากำลังไฟของแผงสูงสุด (Wp) นั้นแม่นยำ ตัวอย่างเช่น แผง 350 วัตต์ในขั้นต้นอาจผลิตพลังงานเพิ่มขึ้น 5% หรือสูงถึง 368 วัตต์ในระยะเวลาอันสั้น อย่างไรก็ตาม การผลิตมากเกินไปเล็กน้อยนี้โดยทั่วไปจะมีอายุสั้น และอาจไม่สามารถวัดได้ การรับประกันประสิทธิภาพของผู้ผลิตจะอธิบายอัตราของ LID และการสูญเสียประสิทธิภาพที่คาดไว้ตลอดระยะเวลาการรับประกัน (25 ปี)
PID – Potential Induced Degradation
การเสื่อมสภาพที่เกิดจากการเหนี่ยวนำด้วยแรงดันไฟฟ้าหรือ PID เป็นรูปแบบหนึ่งของการเสื่อมสภาพของแผงซึ่งโดยทั่วไปจะมองเห็นได้ชัดเจนหลังจากใช้งานไป 4 ถึง 10 ปี เนื่องจากไฟฟ้าแรงสูง อุณหภูมิที่สูงขึ้น และความชื้นสูง โดยพื้นฐานแล้ว PID คือแรงดันไฟรั่วจากเซลล์ไปยังเฟรมของแผงโซลาร์เซลล์ ส่งผลให้เอาต์พุตกำลังลดลง ปัญหา PID นี้อาจไม่สังเกตเห็นได้ในตอนแรก แต่เมื่อเวลาผ่านไปการเสื่อมสภาพมักจะแย่ลงเรื่อยๆ PID อาจวินิจฉัยได้ยากหากไม่มีเครื่องมือทดสอบและการฝึกอบรมการวัดเส้นโค้ง IV เป็นพิเศษ อย่างไรก็ตาม อาการบ่งชี้แต่เนิ่นๆ ของ PID อาจเป็นแรงดันไฟสตริงหรือกระแสไฟต่ำผิดปกติ
General Degradation
นอกเหนือจากปรากฎการณ์ PID และ LID ที่เป็นที่รู้จักกันดีแล้ว แผงโซล่าเซลล์ยังสามารถประสบปัญหาที่ร้ายแรงกว่าเนื่องจากการแตกของชั้นห่อหุ้มและชั้นป้องกันซึ่งควรจะปกป้องเซลล์แสงอาทิตย์จากสภาพแวดล้อมต่างๆ ปัญหาที่พบบ่อยที่สุดคือความล้มเหลวของแผ่นหลัง (back-sheet) แม้ว่าแผ่นกระจกด้านหน้าจะปกป้องเซลล์แสงอาทิตย์จากฝน ลูกเห็บ สิ่งสกปรก และเศษขยะ แผ่นพลาสติกด้านหลังสีขาวหรือสีดำได้รับการออกแบบมาเพื่อปกป้องด้านหลังของเซลล์จากน้ำ ความชื้น และรอยถลอก อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งเนื่องจากการเลือกใช้วัสดุที่ต่ำกว่ามาตรฐานและการควบคุมคุณภาพที่ไม่ดี รังสี UV อาจทำให้ทั้งแผ่นห่อหุ้มหรือแผ่นป้องกันด้านหลังแตกร้าว หรือเสื่อมสภาพเมื่อเวลาผ่านไป การเสื่อมสภาพนี้สามารถนำไปสู่ปัญหาร้ายแรง เช่น ความชื้นเข้า การกัดกร่อน
LeTID – Light and elevated Temperature Induced Degradation
แผงเซลล์แสงอาทิตย์แบบผลึกซิลิก้อนรุ่นใหม่ส่วนใหญ่จะใช้เทคโนโลยี PERC ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของแผงและได้รับการรับรองโดยผู้ผลิตแผงเซลล์แสงอาทิตย์ส่วนใหญ่ของโลก อย่างไรก็ตาม เพิ่งเป็นที่ชัดเจนว่าเซลล์ PERC ชนิด P สามารถเสื่อมสภาพในปรากฎการณ์ที่เรียกว่า LeTID หรือการเสื่อมสภาพที่เกิดจากแสงและอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง
ปรากฏการณ์ LETID นั้นคล้ายกับ LID แม้ว่าการสูญเสียเนื่องจาก LETID จะได้รับการบันทึกไว้ว่าอาจสูงถึง 6% ในปีแรก และหากผู้ผลิตไม่ได้ดำเนินการป้องกันอย่างเต็มที่อาจนำไปสู่ประสิทธิภาพที่ไม่ดีและการเรียกร้องการรับประกันที่อาจเกิดขึ้น โชคดีที่เซลล์ซิลิกอนชนิด N จากผู้ผลิตหลายรายรวมถึง LG,SUNPOWER และ REC ไม่ได้รับผลกระทบจาก LETID นอกจากนี้ ผู้ผลิตหลายรายที่ใช้ PERC ชนิด P ได้พัฒนากระบวนการระหว่างการผลิตเพื่อลดหรือขจัดการสูญเสีย LETID ซึ่งรวมถึงบริษัท Q Cells ที่เป็นคนแรกที่อ้างสิทธิ์เทคโนโลยีต่อต้าน LeTID บนแผงทั้งหมดผู้ผลิตชั้นนำของโลกหลายรายรวมถึง Jinko Solar Trina Solar, Longi Solar และ GCL ล้วนได้รับการรับรองมาตรฐาน LETID จาก TÜV Rheinland เมื่อเร็วๆ นี้ ผู้ผลิตรายอื่นๆ ที่อ้างว่าได้ลดหรือคำนึงถึงผลกระทบของ LETID ได้แก่ REC, Winaico และ Canadian Solar (ข้อมูล มกราคม 2022)
Micro-cracks and hot spots
แผงโซลาร์รุ่นใหม่ส่วนใหญ่ผลิตขึ้นโดยใช้ชุดเซลล์แสงอาทิตย์ที่ทำจากเวเฟอร์ซิลิคอนผลึกที่บางเฉียบ แผ่นเวเฟอร์โดยทั่วไปมีความหนาประมาณ 0.16 มม. หรือประมาณสองเท่าของความกว้างของเส้นผมมนุษย์เท่านั้น โดยธรรมชาติแผ่นเวเฟอร์และเซลล์ค่อนข้างเปราะและสามารถแตกหรือร้าวได้ภายใต้ความเค้นทางกลสูง เช่น การจัดการที่ไม่ถูกต้องระหว่างการติดตั้ง แรงลมที่รุนแรง หรือลูกเห็บขนาดใหญ่ (แต่เป็นที่น่าสังเกตว่าไม่ใช่ทุกเซลล์ที่เปราะบาง เซลล์ IBC ประสิทธิภาพสูงที่ใช้โดย Sunpower และ LG นั้นแข็งแกร่งกว่ามาก เนื่องจากมีหน้าสัมผัสด้านหลังจำนวนมากที่ช่วยเสริมความแข็งแรงให้กับเซลล์)
Micro-crack ซึ่งเป็นรอยร้าวขนาดเล็กอาจตรวจจับได้ยากและมักจะมองไม่เห็นในตอนแรก รอยร้าวเล็กๆ ในเซลล์แสงอาทิตย์มักจะมองเห็นได้บนแผงรุ่นเก่า และจะปรากฏเป็นรอยทางหอยทากบนผิวเซลล์ การแตกหักเหล่านี้ไม่ได้ก่อให้เกิดปัญหาสำคัญเสมอไป และแผงอาจยังคงทำงานได้ดีเป็นเวลาหลายปี แม้ว่าจะมีเซลล์ที่แตกหักหลายเซลล์ก็ตาม อย่างไรก็ตาม micro-cracks จะเริ่มกลายเป็นปัญหาที่ร้ายแรงมากขึ้นหากพวกมันเพิ่มความต้านทานภายในและขัดขวางการไหลของกระแสที่นำไปสู่ปรากฎการเกิด hot spot โชคดีที่แผงโซลาร์เซลล์รุ่นใหม่ส่วนใหญ่ตอนนี้ใช้เทคโนโลยี Half-cell และ Mult-Busbar ซึ่งช่วยลดผลกระทบที่เป็นอันตรายของ micro-cracks ได้อย่างมาก นอกจากนี้ แผงที่เป็นแบบ shingled cells จาก Hyundai และ Sunpower โดยทั่วไปจะลดการเกิด micro-crack ได้ดีกว่าจากลักษณะการเรียงตัวของเซลล์แสงอาทิตย์ที่มีลักษณะเฉพาะตัว Sunpower
จุดร้อนและรอยแตกขนาดเล็กไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเสมอไป วิธีเดียวที่จะตรวจสอบว่าแผงโซลาร์เซลล์มีความเสียหายหรือไม่หรือไม่คือการใช้กล้องถ่ายภาพความร้อนแบบพิเศษที่จะเน้นความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเซลล์ต่างๆ แต่ก็เป็นที่น่าสังเกตว่าการบังเงาตามปกติจากสิ่งกีดขวางบนหลังคา บางกรณีอาจทำให้เกิดจุดร้อนขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปหลายๆ ปี
แหล่งที่มาของข้อมูล
https://www.cleanenergyreviews.info/solar-panel-failure-degradation
