Солнечные панели для жилых домов часто продаются по долгосрочным кредитам или в аренду, при этом домовладельцы заключают контракты сроком на 20 и более лет. Но как долго служат панели и насколько они устойчивы?
Срок службы панели зависит от нескольких факторов, включая климат, тип модуля и используемую стеллажную систему, среди прочего. Хотя для панели как таковой не существует конкретной «даты окончания», потеря производства с течением времени часто приводит к выводу оборудования из эксплуатации.
При принятии решения о том, сохранять ли вашу панель в рабочем состоянии в течение 20–30 лет в будущем или искать обновление прямо сейчас, мониторинг уровней мощности — лучший способ принять обоснованное решение.
Деградация
По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), потеря производства с течением времени, называемая деградацией, обычно составляет около 0,5% в год.
Производители обычно считают период от 25 до 30 лет моментом, когда произошла достаточная деградация, и может быть пора рассмотреть возможность замены панели. По данным NREL, отраслевой стандарт производственной гарантии на солнечный модуль составляет 25 лет.
Учитывая эталонный годовой темп деградации 0,5%, 20-летняя панель способна производить около 90% своей первоначальной мощности.
Качество панели может иметь некоторое влияние на скорость деградации. NREL сообщает, что у производителей премиум-класса, таких как Panasonic и LG, темпы деградации составляют около 0,3% в год, в то время как у некоторых брендов темпы деградации достигают 0,80%. Через 25 лет эти панели премиум-класса все еще могут производить 93% своей первоначальной продукции, а образец с более высоким уровнем деградации может производить 82,5%.
(Читать: "Исследователи оценивают деградацию фотоэлектрических систем старше 15 лет«)
Значительная часть деградации связана с явлением, называемым потенциально индуцированной деградацией (PID), проблемой, с которой сталкиваются некоторые, но не все группы экспертов. ПИД возникает, когда потенциал напряжения панели и ток утечки приводят к подвижности ионов внутри модуля между полупроводниковым материалом и другими элементами модуля, такими как стекло, крепление или рама. Это приводит к снижению выходной мощности модуля, в некоторых случаях значительному.
Некоторые производители изготавливают свои панели из устойчивых к ФИД материалов в стеклянных, герметизирующих и диффузионных барьерах.
Все панели также страдают от так называемой светоиндуцированной деградации (LID), при которой панели теряют эффективность в течение первых часов после воздействия солнца. LID варьируется от панели к панели в зависимости от качества пластин кристаллического кремния, но обычно приводит к единовременной потере эффективности на 1-3%, сообщает испытательная лаборатория PVEL, PV Evolution Labs.
Выветривание
Воздействие погодных условий является основным фактором деградации панелей. Тепло является ключевым фактором как в работе панели в реальном времени, так и в ее деградации с течением времени. Окружающее тепло отрицательно влияет на производительность и эффективность электрических компонентов.по данным НРЕЛ.
Проверив паспорт производителя, можно найти температурный коэффициент панели, который продемонстрирует способность панели работать при более высоких температурах.
Коэффициент объясняет, насколько теряется эффективность в реальном времени на каждый градус Цельсия, превышающий стандартную температуру в 25 градусов Цельсия. Например, температурный коэффициент -0,353% означает, что на каждый градус Цельсия выше 25 теряется 0,353% общей производственной мощности.
Теплообмен приводит к деградации панели посредством процесса, называемого термоциклированием. Когда тепло, материалы расширяются, а когда температура снижается, они сжимаются. Это движение со временем приводит к образованию микротрещин на панели, что снижает производительность.
В своем ежегодномИсследование оценочной карты модуляPVEL проанализировала 36 действующих солнечных проектов в Индии и обнаружила значительные последствия деградации тепла. Среднегодовая деградация проектов составила 1,47%, но массивы, расположенные в более холодных, горных регионах, деградировали почти в два раза быстрее — 0,7%.
Правильная установка поможет решить проблемы, связанные с перегревом. Панели следует устанавливать на несколько дюймов выше крыши, чтобы конвективный воздух мог проходить под ними и охлаждать оборудование. В панельных конструкциях можно использовать материалы светлых тонов, чтобы ограничить поглощение тепла. А такие компоненты, как инверторы и сумматоры, производительность которых особенно чувствительна к нагреву, следует располагать в затененных местах.предложил CED Greentech.
Ветер — еще одно погодное условие, которое может нанести вред солнечным панелям. Сильный ветер может вызвать изгиб панелей, называемый динамической механической нагрузкой. Это также приводит к образованию микротрещин на панелях, что снижает производительность. Некоторые стеллажные решения оптимизированы для зон с сильным ветром, защищая панели от сильных подъемных сил и ограничивая образование микротрещин. Как правило, в паспорте производителя содержится информация о максимальном ветре, который может выдержать панель.
То же самое касается снега, который может покрывать панели во время сильных штормов, ограничивая производительность. Снег также может вызвать динамическую механическую нагрузку, приводящую к ухудшению качества панелей. Обычно снег скатывается с панелей, поскольку они скользкие и теплые, но в некоторых случаях домовладелец может решить очистить панели от снега. Делать это необходимо осторожно, так как царапины на стеклянной поверхности панели могут отрицательно повлиять на качество изображения.
(Читать: "Советы по поддержанию работоспособности солнечной системы на крыше в течение длительного времени«)
Деградация – нормальная, неизбежная часть жизни панели. Правильная установка, тщательная уборка снега и тщательная очистка панелей могут помочь в повышении производительности, но в конечном итоге солнечная панель — это технология, не имеющая движущихся частей и требующая минимального обслуживания.
Стандарты
Чтобы гарантировать, что данная панель проживет долгую жизнь и будет работать по плану, она должна пройти стандартное тестирование для сертификации. Панели подлежат испытаниям Международной электротехнической комиссии (IEC), которые распространяются как на моно-, так и на поликристаллические панели.
EnergySage сказалПанели, соответствующие стандарту IEC 61215, проверяются на электрические характеристики, такие как токи влажной утечки и сопротивление изоляции. Они проходят испытания на механическую нагрузку как ветром, так и снегом, а также климатические испытания, которые проверяют на уязвимость к горячим точкам, воздействию ультрафиолета, влажности, замерзания, влажной жары, воздействия града и других воздействий на открытом воздухе.
IEC 61215 также определяет показатели производительности панели в стандартных условиях испытаний, включая температурный коэффициент, напряжение холостого хода и максимальную выходную мощность.
В спецификациях панелей также часто можно увидеть печать Underwriters Laboratories (UL), которая также обеспечивает стандарты и испытания. UL проводит климатические испытания и испытания на старение, а также полный спектр испытаний на безопасность.
Неудачи
Выход из строя солнечной панели происходит с низкой частотой. НРЕЛпровел исследованиеВ период с 2000 по 2015 год было установлено более 50 000 систем в США и 4 500 по всему миру. Исследование показало, что средний уровень отказов составляет 5 панелей из 10 000 ежегодно.
Количество отказов панелей со временем заметно улучшилось, поскольку было обнаружено, что системы, установленные в период с 1980 по 2000 год, продемонстрировали частоту отказов вдвое больше, чем в группе после 2000 года.
(Читать: "Лучшие бренды солнечных батарей по производительности, надежности и качеству«)
Простой системы редко объясняется отказом панели. Фактически, исследование, проведенное компанией «KWh Analytics», показало, что 80% всех простоев солнечных электростанций являются результатом выхода из строя инверторов — устройства, которое преобразует постоянный ток панели в полезный переменный ток. Журнал PV проанализирует производительность инвертора в следующем выпуске этой серии.
Время публикации: 19 июня 2024 г.