Sekumpulan penyelidik dari China dan Itali telah menguji pengaruh sudut kecondongan yang berbeza terhadap kegagalan terma modul PV. Mereka mendapati bahawa apabila menggunakan sudut kecondongan melebihi 30 darjah, masa kegagalan meningkat.

Menggunakan panel sinaran seragam dan persediaan eksperimen panel condong, para saintis mengesan kerosakan haba kaca, suhu permukaan, fluks haba insiden dan ciri-ciri kegagalan. Mereka juga mensimulasikan persediaan dalam model kaedah unsur terhingga (FEM), mengukur ralat purata.

“Modul PV terdiri daripada kaca, bahan rapuh yang boleh pecah atau jatuh dengan cepat apabila terdedah kepada api. Akibat retakan kaca, bahan mudah terbakar panel PV akan menerima sinaran api secara langsung dan mengakses oksigen, sekali gus memudahkan kegagalan sistem PV. Lebih-lebih lagi, sebaik sahaja kaca dalam modul fotovoltaik pecah dan jatuh, komponen fasad fotovoltaik yang terdedah boleh berubah menjadi permukaan mudah terbakar yang besar,” kata kumpulan itu. “Walau bagaimanapun, prestasi panel PV pada sudut kecondongan yang berbeza belum diuji walaupun penggunaannya yang meluas dan relevan.”

Kumpulan itu menggunakan panel sinaran berbahan api propana 600 mm x 600 mm sebagai sumber haba seragam. Pasukan itu meletakkan persediaan pelekap PV yang diperbuat daripada rangka keluli tergalvani yang mampu menahan suhu sehingga 1,200 C di atasnya. Mereka meletakkan panel PV silikon monokristalin 300 mm x 300 mm di dalamnya, termasuk lapisan kaca tanpa pembajaan yang disepuh lindap setebal 3.2 mm. Secara keseluruhan, 15 panel telah diuji, tiga untuk setiap senario kecondongan 0°, 15°, 30°, 45° dan 60°.

Analisis menunjukkan bahawa, apabila panel PV terdedah kepada sinaran terma, retakan kaca biasanya bermula di tepi perbezaan suhu maksimum pada permukaan yang terdedah kepada api. Ia juga menunjukkan bahawa, disebabkan oleh kewujudan reben yang tertumpu di bahagian bawah panel PV, retakan cenderung bermula di sana berbanding tepi panel apabila kecondongan lebih besar daripada 45°.

Tambahan pula, gelembung gas mudah terbakar ditemui di antara lapisan kaca dan lapisan sel suria, serta di antara plat belakang dan lapisan sel suria, yang menurut saintis berpotensi dinyalakan dengan percikan api atau dalam api sebenar.

Di samping itu, pengukuran menunjukkan bahawa purata masa untuk kegagalan pertama panel PV menunjukkan trend yang semakin meningkat apabila panel condong dari 0◦ hingga 60◦. Lebih khusus lagi, purata masa untuk kegagalan pertama ialah 36 saat, 33 saat, 40 saat, 62 saat dan 71 saat untuk senario kecondongan masing-masing 0°, 15°, 30°, 45° dan 60°.
“Masa kegagalan meningkat dengan ketara apabila panel PV dicondongkan lagi melebihi 30 C, yang merupakan sudut kecenderungan kritikal untuk kegagalan terma panel PV,” kata ahli akademik. “Walaupun masa kegagalan berbeza mengikut kes, perbezaan suhu kritikal adalah hampir, antara 61 hingga 84 C, dan kebanyakan keretakan berlaku dalam lingkungan 8–15 kW/m2.”

Kumpulan itu kemudiannya membangunkan model FEM berangka sistem di bawah perisian Abaqus, mengehadkan simulasi kepada 100 saat memandangkan pecahan kaca pertama sepatutnya berlaku dalam tempoh ini. Berbanding dengan keputusan eksperimen, model FEM mencapai purata ralat sebanyak 13.5% untuk taburan suhu dan kurang daripada 15% untuk masa kegagalan pertama.

"Memandangkan kesukaran yang disebabkan oleh gelembung gas etilena vinil asetat (EVA) dan pengembangan tedlar-poliester-tedlar (TPT), perjanjian ini mencadangkan bahawa model terma boleh meramalkan medan suhu panel PV," para saintis menyimpulkan. "Andaian peningkatan suhu tiga lapisan terbukti sesuai untuk kes-kes dengan kecenderungan yang besar."

Sebahagian artikel yang dipetik daripada rangkaian, hubungan pelanggaran dipadamkan.