В конце 1980-х, когда Швейцария только начинала эксперименты с солнечной энергией, инженеры прикручали несколько блестящих панелей на крыши, горные станции и даже коммунальные фермы. Они, вероятно, не ожидали, что эти панели будут работать спустя более трёх десятилетий.

Но именно это показывает новое исследование. Исследователи из Швейцарии, Австрии и Германии отследили шесть фотоэлектрических систем, установленных в период с 1987 по 1993 год в кардинально отличающихся климатах страны — умеренных долинах, заснеженных горных хижинах и высокогорных исследовательских станциях, расположенных над облаками. Спустя более 30 лет эти панели по-прежнему стабильно производят электроэнергию.

Удивительная продолжительность солнечной энергии

В среднем швейцарские панели теряли всего 0,24% своих результатов ежегодно. Это примерно в три раза медленнее, чем часто сообщается в литературе. На практике большинство панелей по-прежнему обеспечивают более 80% своей исходной мощности — значительно дольше 25–30-летних гарантий, которые обычно предоставляют производители.

«Вот это [data] действительно показывает, что фотоэлектрические устройства могут служить [longer than expected], и это важное послание для фотоэлектрической индустрии», — рассказал ведущий исследователь Эбрар Озкалай из Университета прикладных наук и искусств Южной Швейцарии Мир химии.

Результаты очень похожи на результаты Франции в прошлом году. Там Hespul, некоммерческая организация возобновляемой энергетики, протестировала старейшую в стране солнечную систему на крыше, установленную в 1992 году. Спустя 31 год французские панели всё ещё работали почти на 80% от первоначальной мощности — в соответствии со швейцарскими данными. Хеспул заявил, что результаты продемонстрировали «способность фотоэлектрической системы стать одним из основных источников энергии во Франции и мире».

Вместе эти исследования показывают, что солнечные панели, даже те, что используют устаревшие технологии десятилетий назад, могут работать очень долго.

Климат, материалы и солнечный рецепт

Швейцарское исследование глубоко выяснило, почему одни панели стареют лучше, чем другие. Оказалось, что местоположение оказалось важным. Панели в малогорных городах, где летом поверхности могут нагреваться до 80°C, деградировали быстрее. Постоянные циклы нагрева и охлаждения создавали нагрузку на материалы, что приводило к локальной коррозии и снижению проводимости.

В отличие от этого, панели, установленные в альпийских условиях, удивительно хорошо переносили холод. Они подвергались высокому ультрафиолетовому излучению и резким переменам дня и ночи, но в целом лучше сохраняли производительность, чем их низменные аналоги.

Ещё важнее климата было то, что исследователи называли «списком материалов». Панели, изготовленные с прочными инкапсулянтами, клеями и ламинатом, служили гораздо дольше. Эти модули начала 1990-х годов использовали прочные капсулы для выхода в открытый космос, задние панели Tedlar и цельные стеклянные/фольгированные конструкции. Некоторые варианты, например панели Siemens SM55-HO с высокой мощностью, даже имели разные материалы наполнителя в ламинации для повышения эффективности, что влияло на их старение.

Не все панели держались одинаково. Самые старые модели, производившиеся до добавления УФ-стабилизаторов в капсулы, демонстрировали большее изменение цвета и расслоение. Другие страдали от поломок припоя, что снижало эффективность. Тем не менее, тот факт, что большинство продолжали выступать на высоком уровне после десятилетий в этой области, удивительно.

Уроки для эпохи Тераватт

Сегодня солнечная энергия уже не является бутиковым экспериментом. Она обеспечивает более 8% мировой электроэнергии и составляет 70% всех новых возобновляемых мощностей, добавленных в 2023 году. Когда мы вступаем в то, что исследователи называют «тераваттным возрастом» фотоэлектрических панелей, долгосрочная надёжность солнечных панелей важнее, чем когда-либо.

Швейцарские результаты показывают, что экономия для повышения эффективности или снижения затрат может быть ошибкой. «Список материалов — всё, что входит в панель — сильно влияет на производительность, даже если их производит одна и та же компания», — отмечает Дирк Джордан, эксперт по фотоэлектрической технике из Национальной лаборатории возобновляемой энергии США.

Современные модули часто разрабатываются из более тонких и дешёвых материалов. Это может снизить первоначальные цены, но рискует поставить под угрозу долговечность. Например, в Гуджарате, Индия, многие солнечные установки с 2009 по 2013 годы сильно ухудшались и потребовали замены уже через 8–12 лет, что значительно ниже стандартного уровняОжидание на 25 лет. Причины включают микротрещины, низкое качество сборки, дефекты пайки и недостаточное обслуживание

Старые панели напоминают нам, что долговечность так же важна, как и эффективность и первоначальные затраты для обеспечения устойчивости солнечной энергии. Более долговечные панели означают меньше замен, меньшие затраты и меньший углеродный след.

Результаты были опубликованы в журнале EES Solar .

Эта статья впервые была опубликована в августе 2025 года.