地球上の気温が上昇するにつれ、両極端な気候の間で変動が激しくなることがあります。研究者たちはこの事象を天気の鞭打ち（Climate Whiplash）と呼んでおり、おそらく北極の温暖化と気候変動が原因と考えています。1 <a href="https://e360.yale.edu/features/climate-whiplash-wild-swings-in-extreme-weather-are-on-the-rise" target="_blank">https://e360.yale.edu/features/climate-whiplash-wild-swings-in-extreme-weather-are-on-the-rise</a> このことは、凍結と解凍を繰り返す極端な温度変化が増えることが予想され、ソーラーパネルにもより高い信頼性が求められることを意味しています。太陽光発電の性能も、気温の激しい変動や高湿度の環境により変化します。システムの性能が低いと、サステナビリティや経済的利益の面で制約を受けることになります。
過去35年にわたって3,000万枚以上のパネルを製造・供給してきたマキシオンは、業界最先端の研究開発投資2 2007年から2018年の累積投資額に基づく。Osborne."R&D spending analysis of 21 PV manufacturers."PVTech.com 2019. によりソーラーテクノロジーを強化し、過酷な条件での動作を可能にしてきました。マキシオンの主力製品であるマキシオンパネルは、従来型のパネルよりも2～3倍優れたパワーを発揮し3 Jordan, et. al. Robust PV Degradation Methodology and Application.PVSC 2018. 、ソーラー業界で最も充実した保証が付属しています4 2018年度上位20社のメーカーのウェブサイトに掲載された保証について、IHSが2019年1月に調査した結果に基づく。 1,500万枚以上の出荷数を誇るマキシオンパネルの、製品保証による返品率は0.005%足らずです。5 "A Comparative Study:SunPower DC Solar Module Warranty Claim Rate vs. Conventional Panels."SunPower Corporation.2019.
マキシオンの従業員が主力製品マキシオンパネルに最後の仕上げを施しているところ
信頼性を高める設計
極端な低温から極端な高温に急激に変動すると、ソーラーパネル内の金属セルとリボンが収縮し、異なるスピードで膨張します。これにより強固なメタル基盤のないセルは時間の経過とともに破損するおそれがあります。 マキシオン セルの銅基盤（特許取得済み）は、他社製品なら壊れてしまうような過酷な条件下でも曲がるだけですみます。
雨、雪、または塩分を含む潮風により、氷点に達する前にソーラーパネルに水が侵入してしまい、複合作用が生じることもあります。気温が氷点に達して水が凍り始め、氷が膨張すると、その周辺が破壊されるおそれがあります。
これは道路が凍結と解凍を繰り返すプロセスと似ています。氷点に達する前に水が舗装の小さなひび割れに侵入し、気温が下がって水が凍結し始めると、舗装のひび割れ内部で氷が膨張すると、亀裂はさらに大きくなります。水は凍結すると10%膨張し、 30,000psi以上の圧力を持ちます。つまり、道路でもソーラーパネルでも、内側に侵入した水が凍った時のダメージは抑えきれません。気温が上昇し氷が溶けた後は、新たな破壊のサイクルが始まります。
冬期に道路を破壊するのと同じメカニズムによりソーラーパネルが劣化すると、出力が低下します。
マキシオンの錫メッキ銅基盤セルは破損からの保護に加え、従来型のパネルの劣化や故障の原因となる腐食からも保護されています。
マキシオンは90%以上のソーラーパネルに含まれるEVA封止剤を使わずにパネルを設計しています6 International Technology Roadmap for Photovoltaic (ITRPV) – March 2019. 。EVAベースのモジュールは低温環境下での物理的な圧力に対して脆弱であることが研究により実証されています7 Effect of Encapsulation Modulus on the Response of PV Modules to Mechanical Stress, Rafal Mickiewicz et al, Fraunhofer Center for Sustainable Energy Systems. 。これは、EVAが硬化し、下のセルに圧力がかかるためです。マキシオンの堅牢な設計では、曲がったりひび割れが生じても電気的な接続は維持されますが、脆弱な封止剤を使った破損しやすいセルではひび割れが生じやすく、ビデオで示すように、重大な危険が生じるおそれがあります。
マキシオンの徹底的な試験
マキシオンパネルは、結露凍結（Humidity Freeze）と呼ばれる厳格な試験の基準を満たしています。この試験はむち打ちのような凍結解凍サイクルを模倣したもので、最高温度で最高湿度（相対湿度85%）になるようにし、-40°Cから+85°Cまでの温度変化を1日5回のサイクルで繰り返すものです。
マキシオンの技術者がマキシオンパネルを実験室の試験チャンバーに運び入れているところ
ストレス試験の結果、380回のサイクル（認証に必要な38倍）の後でもマキシオンパネルに影響はほとんどありません。一方、従来型のパネルでは10～20回のサイクルで出力喪失が見られます。
この先、私たちは異常気象を毎年のように経験することになるかもしれません。それでも、マキシオンの世界の発電方法を変えるという使命は揺らぎません。お客様が気候変動を食い止めようとする努力と同様、マキシオンのパネルはこれからも過酷な条件にも耐えていきます。地球温暖化対策にともに取り組んでいきましょう。
