Ph.d.-kandidat David Ato Quansah har undersøkt ytelsen til solare fotovoltaiske (PV) moduler, en type solcelleinnstallasjon, i Ghana. Han oppdaget at de forringet seg raskere enn PV-moduler i Europa og Nord-Amerika, og ikke samsvarer med vanlige industrielle garantier.
Verden står overfor klimaendringer, og behovet for ren energi fortsetter å øke. Følgelig blir fornybare energiløsninger stadig viktigere i det globale energisystemet. Denne økningen er imidlertid ikke uten utfordringer.
– Utviklingen av slike fornybare energiressurser krever betydelige investeringer, forklarer ph.d.-kandidat David Ato Quansah.
– For å nå globale mål om reduserte karbonutslipp innen 2050, er det anslått at det behøves globale investeringer på om lag 29 milliarder dollar.
Underrepresentert region
Målet med Davids doktorgrad har vært å øke forståelsen av utviklingen av solare fotovoltaiske (PV) moduler, og hvordan de forringes etter hvert som de blir eldre. Prosjektet er basert på feltstudier i forskjellige geoklimatiske soner i Ghana.
– Ghana, sammen med hele afrikanske regionen, er generelt underrepresentert i litteratur og forskning, sier han.
Han har undersøkt 65 solare PV-moduler fra 29 steder i hele Ghana og registrert ytelsesegenskaper og mangler.
– Det er viktig å vite de spesifikke begrensningene for å gi investorer tilstrekkelige data for å ta informerte beslutninger.
Data om degradering og feil er også viktig for forskere som jobber for å forbedre levetiden og ytelsen til slike PV-moduler.
Degraderer raskere
Davids resultater viste en gjennomsnittlig langsiktig degradering på 1,4-1,8% per år for ulike klimasoner.
– Den ghanesiske degraderingshastigheten er høyere enn gjennomsnittet for anlegg i Europa og Nord-Amerika, sier han.
I energisektoren er energibesparelser for kraftproduksjon svært vanlig, og kan danne grunnlag for juridiske etterspill og økonomiske bøter dersom et produkt ikke lever opp til forventningene. En typisk industrigaranti er at en PV-modul skal yte minimum 80% av nominell kraft etter 20-25 år.
– Selv om enkelte de undersøkte modulene hadde en nedbrytningshastighet på rundt 0,5% per år, hvilket betyr at de var innenfor en slik garanti, så var de aller fleste av modulene jeg undersøkte utenfor, sier David.
Det betyr at majoriteten ikke tilfredsstilte industriens krav.
Feil kan bli kostbart
– En faktor som er spesielt viktig for potensielle investorer er pålitelighet, sier David.
Kunnskap om modulenes nedbrytningshastighet er viktig for prosjektutviklere som må lage langsiktige prognoser og budsjettere avkastningen på investeringen.
Sammenlignet med for eksempel dieselgeneratorer og gassturbiner, for hvilke økonomiske tap kan reduseres i de tilfeller med teknisk svikt (gjennom unngåtte drivstoffkostnader), har ikke solare PV-moduler de samme mulighetene for å redusere kostnadene når teknikken feiler eller modulen underpresterer. For solare PV-moduler bæres nemlig det meste av kostnadene på forhånd.
– Manglende levering av forventet kraft kan bli ekstremt kostbart, og hvis risikoen er for høy, vil investorene trekke seg. De trenger å ta informerte beslutninger.
– Resultatene mine kan bidra til utviklingen av PV-markedet i Ghana ved å gi aktørene mulighet til å lage sikrere langsiktige prognoser for avkastning og generere mer realistiske budsjetter, avslutter han.