Τα πρώτα περιστατικά ρωγμών στους υαλοπίνακες φωτοβολταϊκών πλαισίων εμφανίστηκαν περίπου πέντε χρόνια πριν. Η αυτόματη θραύση υαλοπινάκων αποτελεί πλέον ένα από τα κορυφαία προβλήματα της ηλιακής βιομηχανίας, ωστόσο οι πιέσεις στην κατασκευή και η έλλειψη προτύπων δυσχεραίνουν την εξεύρεση λύσεων.
Το φωτοβολταϊκό γυαλί δεν θα έπρεπε να σπάει από μόνο του — κι όμως, αυτό συμβαίνει ολοένα και συχνότερα. Περίπου από το 2021, επιστήμονες, φορείς λειτουργίας και εργαστήρια δοκιμών παρατηρούν θραύση υαλοπινάκων σε φωτοβολταϊκά πλαίσια χωρίς εμφανή αιτία, όπως κρούση ή ακραίες καιρικές συνθήκες. Αυτός ο νέος τύπος αστοχίας έχει ερευνηθεί σε κάποιον βαθμό, ωστόσο — όπως υποδηλώνει και η επιστημονική ονομασία του — η «αυτόματη θραύση υαλοπινάκων» εξακολουθεί να συμβαίνει χωρίς προειδοποίηση.
Σύμφωνα με την Kiwa PVEL, η αυτόματη θραύση υαλοπινάκων σε πλαίσια γυαλί-γυαλί (glass-glass) αποτελεί το σημαντικότερο πρόβλημα αξιοπιστίας που επηρεάζει σήμερα τα φωτοβολταϊκά πλαίσια. «Έχουμε επιβεβαιώσει την εμφάνισή του σε πολλές χώρες, με πολλαπλούς τύπους πλαισίων, τοποθετημένων σε διάφορες λύσεις ηλιοτρόπιων και φορέων στήριξης», ανέφερε το εργαστήριο στην έκθεση αξιολόγησης PV Scorecard 2025.
Ο Tristan Erion-Lorico, αντιπρόεδρος πωλήσεων και μάρκετινγκ της Kiwa PVEL, δήλωσε ότι το φαινόμενο συνδέεται άμεσα με τις προσπάθειες μείωσης κόστους στον κλάδο.
«Γενικά μιλώντας, έχουμε μειώσει το πάχος του γυαλιού, των πλαισίων αλουμινίου και του ενθυλακωτικού υλικού, ενώ παράλληλα υιοθετήσαμε πιο επιθετικές μεθόδους στήριξης», δήλωσε ο Erion-Lorico στο pv magazine. «Στη θεωρία αυτό πιθανώς λειτουργεί, και το "ιδανικό πλαίσιο" θα έπρεπε να είναι αξιόπιστο για την αναμενόμενη διάρκεια ζωής του. Ωστόσο, έχουμε μειώσει τα περιθώρια ασφαλείας, και τώρα μικροσκοπικά ελαττώματα στις ακμές ή την επιφάνεια του γυαλιού, ακατάλληλα τοποθετημένη σιλικόνη ή κόλλα πλαισίου, παγίδευση γυαλιού στον φορέα, πίεση από τις λωρίδες ρεύματος (busbars) κ.λπ., μπορεί να προκαλέσουν θραύση του πλαισίου.»
Στο δεύτερο τρίμηνο του 2025, οι δοκιμές μηχανικής καταπόνησης της Kiwa PVEL κατέγραψαν ιστορικό υψηλό, με περίπου το ένα τρίτο των ελεγχόμενων πλαισίων να παρουσιάζει θραύση υαλοπίνακα. Στο τελευταίο τρίμηνο του έτους τα αποτελέσματα βελτιώθηκαν ελαφρώς, με περίπου το ένα τέταρτο των δειγμάτων να αποτυγχάνει. Και πάλι όμως, πρόκειται για πρωτοφανή αποτελέσματα σε δεκαετίες εμπορικής παραγωγής φωτοβολταϊκών πλαισίων.
«Αν και η δοκιμή μας δεν αναπαράγει ακριβώς το ίδιο μοτίβο θραύσης με τα πλαίσια που παρουσιάζουν αυτόματη θραύση στο πεδίο, αποτελεί έναν αξιόπιστο δείκτη μηχανικής ανθεκτικότητας», υπογράμμισε ο Erion-Lorico. «Ένα πλαίσιο που σπάει μετά από δοκιμές στατικού μηχανικού φορτίου (SML) ή δυναμικού μηχανικού φορτίου (DML) δεν πρόκειται να αντέξει 30 χρόνια στο πεδίο.»
Πλαίσια XXL
Τα νέα φωτοβολταϊκά πλαίσια σε ηλιακά πάρκα είναι μεγαλύτερα από ποτέ. Καθώς το γυαλί και στις δύο πλευρές αντιπροσωπεύει πάνω από τα μισά βάρους ενός πλαισίου, δεν είναι περίεργο που οι κατασκευαστές βρήκαν περιθώρια μείωσης κόστους μειώνοντας το πάχος του. Ενώ οι προηγούμενες γενιές φωτοβολταϊκών πλαισίων χρησιμοποιούσαν γυαλί 3,2 mm, τα σημερινά πλαίσια έχουν συνήθως πάχος γύρω στα 2,0 mm.
«Η στροφή προς λεπτότερο γυαλί υπαγορεύεται αποκλειστικά από τον πελάτη. Οι κατασκευαστές γυαλιού αναγκάστηκαν να επενδύσουν σημαντικά σε νέο εξοπλισμό για να ανταποκριθούν σε αυτήν τη νέα ζήτηση», ανέφερε ο Pradeep Kheruka, πρόεδρος της Borosil και της Borosil Renewables, ινδικής πολυεθνικής κατασκευάστριας ηλιακού γυαλιού. «Οι κατασκευαστές γυαλιού μπορούν να χειριστούν με ασφάλεια μεγάλα, λεπτά φύλλα γυαλιού, ωστόσο, καθώς τα πλαίσια είναι πλέον μεγαλύτερα και βαρύτερα από ό,τι στο παρελθόν, απαιτείται εξειδικευμένος εξοπλισμός εγκατάστασης.»
Ο Kheruka πρόσθεσε ότι η ευθύνη για τη θραύση γυαλιού κατανέμεται σε διάφορους παράγοντες. «Η υπερβολική πίεση στο μπροστινό και πίσω γυαλί από χοντρές συγκολλημένες επαφές είναι ένας παράγοντας που πρέπει να αντιμετωπίσουν οι κατασκευαστές πλαισίων, ενώ ζητήματα όπως η ατελής πλήρωση με σφραγιστικό υλικό που οδηγεί σε επαφή μεταξύ του πλαισίου αλουμινίου και του γυαλιού, ή κακοφινιρισμένες οπές στο οπίσθιο φύλλο (backsheet), μπορούν επίσης να συμβάλλουν στο πρόβλημα.»
Όχι μόνο η θέρμανση
Το Αμερικανικό Εθνικό Εργαστήριο των Βραχωδών Ορέων (NLR — National Laboratory of the Rockies, πρώην NREL) διερεύνησε τα πιθανά αίτια αυτόματης θραύσης υαλοπινάκων στα τέλη του 2024. Εντοπίστηκε μια σειρά παραγόντων που συμβάλλουν στο φαινόμενο: μειωμένη θερμική ενίσχυση (σκλήρυνση) σε λεπτότερα πλαίσια, μικροσκοπικά ελαττώματα στις ακμές και επιφάνειες, τάσεις που εισάγονται κατά τη θερμική πρεσσαριστή συγκόλληση (lamination) — όπως η παγίδευση στις ακμές —, αύξηση του μεγέθους πλαισίων χωρίς αντίστοιχες αλλαγές σε φορείς στήριξης και πλαίσια αλουμινίου, καθώς και επαφή μεταξύ γυαλιού και πλαισίου αλουμινίου ή εγκλεισμένων σωματιδίων.
Για πρόσφατη δημοσίευση του 2026, το NLR εστίασε στο πρώτο αίτιο και ανέπτυξε μη καταστρεπτική μέθοδο μέτρησης της επιφάνειας γυαλιού απευθείας σε ολοκληρωμένα ηλιακά πλαίσια. «Επιβεβαιώνουμε ότι το μεγαλύτερο μέρος του γυαλιού 2,0 mm σε φωτοβολταϊκά πλαίσια είναι πλήρως βαφυρωμένο (fully tempered), ωστόσο παραμένει πιο αδύναμο από το παραδοσιακό γυαλί 3,2 mm. Τα αποτελέσματά μας καταδεικνύουν σαφή συσχέτιση μεταξύ χαμηλότερης τάσης επιφάνειας και αυξημένης ευαισθησίας σε αυτόματη θραύση. Αυτό είναι κρίσιμο δεδομένο για πλαίσια που υποτίθεται ότι θα επιζήσουν σε διάφορα περιβάλλοντα για περισσότερα από 30 χρόνια», εξήγησε η ερευνήτρια αξιοπιστίας πλαισίων Elizabeth Palmiotti του NLR.
Η Palmiotti πρόσθεσε ότι έρευνες έχουν δείξει ότι, αν και το γυαλί 2,0 mm μπορεί να ανταποκρίνεται στο κατώφλι για πλήρως βαφυρωμένο γυαλί βάσει ορισμένων προτύπων, η θλιπτική τάση επιφάνειάς του είναι γενικά χαμηλότερη, και το θλιβόμενο στρώμα προστασίας του λεπτότερο.
«Το πάχος αυτού του προστατευτικού στρώματος κλιμακώνεται με το συνολικό πάχος του γυαλιού. Άρα, το γυαλί 2,0 mm έχει εκ φύσεως λεπτότερο προστατευτικό στρώμα από ό,τι το γυαλί 3,2 mm, που σημαίνει ότι το ίδιο ελάττωμα μπορεί να σπάσει ένα λεπτότερο γυαλί αλλά όχι ένα παχύτερο», πρόσθεσε, εξηγώντας ότι αυτό καθιστά το λεπτό γυαλί πιο ευάλωτο σε ελαττώματα ακμών, κρούσεις και επαφή με το πλαίσιο αλουμινίου.
Αναζητώντας πρότυπα
Ο Henry Hieslmair, κύριος μηχανικός ηλιακής ενέργειας στην DNV — ανεξάρτητο φορέα πιστοποίησης και διαχείρισης κινδύνου — δήλωσε ότι οι επενδυτές ανησυχούν για την αυτόματη θραύση υαλοπινάκων. «Η γενική παρατήρηση είναι ότι καθώς μειώνονται τα περιθώρια ασφαλείας, μικρότεροι και πιο λεπτοί παράγοντες αρχίζουν να παίζουν πολύ σημαντικότερο ρόλο», σημείωσε.
Ο Farid Samara, ανώτερος μηχανικός ηλιακών φορέων στήριξης της DNV, πρόσθεσε ότι όταν φτάνουν στο γραφείο του έργα με λεπτό γυαλί και πλαίσια μεγάλης διάστασης, ζητά συνήθως πολύ πιο λεπτομερή αξιολόγηση του πλαισίου. «Οι κατασκευαστές πλαισίων συχνά υποστηρίζουν ότι οι δομικές δοκιμές αποτελούν ευθύνη των προμηθευτών ηλιοτρόπιων, ενώ οι κατασκευαστές ηλιοτρόπιων υποστηρίζουν το αντίθετο», ανέφερε.
Αυτό το παιχνίδι ευθυνών αναδεικνύει ένα βαθύτερο ζήτημα: την έλλειψη σαφούς, ειδικά διαμορφωμένου προτύπου για το φωτοβολταϊκό γυαλί.
«Επί του παρόντος δεν υπάρχει κανένα πρότυπο ειδικά για το φωτοβολταϊκό γυαλί, που σημαίνει ότι κατασκευαστές γυαλιού και πλαισίων δεν αναφέρουν τις ιδιότητες του γυαλιού με κανέναν ουσιαστικό τρόπο», επισήμανε η Palmiotti του NLR. «Η εναρμόνιση της κοινότητας γύρω από κοινούς ορισμούς για την τάση επιφάνειας γυαλιού θα αποτελούσε ένα τεράστιο βήμα μπροστά.»
Πηγή: PV-Magazine