Срок эксплуатации панели зависит от нескольких факторов. Например, климат, тип модуля и используемая крепежная система. Хотя для солнечной панели не существует конкретного «срока годности», систематически происходит снижение генерации электроэнергии. Меньшая производительность панелей увеличивает срок окупаемости станции, а также может приводить к технических неполадкам и сбоям в работе всей системы.
Проблема деградации
По данным американской Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии (NREL), потеря производительности с течением времени, называемая деградацией, обычно составляет около 0,5% в год. Производители считают, что можно начинать думать о замене панели через 25-30 лет с начала эксплуатации. Согласно NREL, промышленный стандарт для гарантии на солнечный модуль составляет 25 лет. С учетом эталонной годовой скорости деградации в 0,5%, 20-летняя панель способна выдавать около 90% от своей первоначальной мощности.
Качество панели влияет на скорость деградации. Такие производители премиум-класса, как Panasonic и LG, теряют около 0,3% в год от мощности, в то время как некоторые бренды деградируют со скоростью до 0,80%. По прошествии 25 лет, премиальные панели все еще могут производить 93% от своей первоначальной мощности, а панели с более высокой степенью деградации производят лишь 82,5%.
Некоторые производители разрабатывают панели с огнеупорными материалами в стекле, герметизацией и пористыми перегородками. Явление деградации мощности в некоторой степени связана с потенциальной индуцированной деградацией (PID). С этой проблемой сталкиваются некоторые, но не все панели. PID возникает, когда потенциал напряжения панели и ток утечки управляют подвижностью ионов внутри модуля между полупроводниковым материалом и другими элементами, такими как стекло, опора или рама. Это приводит к (в некоторых случаях существенному) снижению мощности.
Все панели также страдают от деградации, вызванной светом (LID). Они теряют эффективность в первые часы пребывания на солнце. Показатель LID варьируется в зависимости от качества пластин кристаллического кремния. Обычно световая деградация приводит к единовременной потере эффективности от 1% до 3%, сообщила испытательная лаборатория PVEL, PV Evolution Labs.
Погодные условия
Погодные условия являются основным катализатором деградации панелей. Тепло влияет как на производительность панели в реальном времени, так и на ее ухудшение в будущем. Температура окружающего станцию воздуха отрицательно влияет на производительность и эффективность электрических компонентов.
По данным SolarCalculator.com, проверив паспорт производителя, можно определить температурный коэффициент панели, который покажет ее способность работать при более высоких температурах.
Теплообмен также вызывает деградацию за счет термоциклирования. Когда температура воздуха повышается, материалы расширяются, а когда понижается - они сжимаются. Это движение создает микротрещины на панели, которые снижают производительность. Температурный коэффициент панели показывает, на сколько процентов снижается производительность модуля при повышении температуры на каждый градус Цельсия выше стандартной температуры 25 ° C. Например, температурный коэффициент -0,353% означает, что на каждый градус Цельсия выше 25, теряется 0,353% от общей производственной мощности.
В своем ежегодном исследовании Module Score Card, испытательная лаборатория PVEL проанализировали 36 действующих солнечных проектов в Индии и обнаружили значительное влияние температуры на деградацию панелей. За год модули в среднем теряли 1,47% от первоначальной производительности. Однако, станции, расположенные в более холодных горных регионах, потеряли вдвое меньше мощности - 0,7%.
Ветер - еще один фактор, который может нанести вред солнечным батареям. Сильный порыв ветра может изогнуть панели. Это явление называют динамической механической нагрузкой. Оно также создает микротрещины, которые снижают производительность. Существуют технические способы адаптировать крепления для регионов с сильным ветром, защищая панели от подъемных сил и ограничивая количество микротрещин. Обычно в техническом паспорте производителя содержится информация о максимальном порыве ветра, который сможет выдержать панель.
Правильная установка предупреждает проблемы, связанные с высокими температурами. Панели следует устанавливать на несколько сантиметров выше крыши, чтобы конвективный воздух мог проходить под ними и охлаждать оборудование. Следует использовать светлые материалы во время строительства и установки модулей, чтобы ограничить поглощение тепла. Такие компоненты, как инверторы, защитное и коммутационное оборудование, которые особенно чувствительны к нагреву, следует размещать в затемненных местах, считает CED Greentech.
То же самое касается снега, который покрывает панели во время сильных снегопадов,ограничивая производительность. Снег также может вызвать динамическую механическую нагрузку, разрушающую панели. Обычно снег соскальзывает с панелей, поскольку они скользкие и теплые, но в некоторых случаях нужно очистить панели вручную. Делать это следует осторожно, так как царапины на стеклянной поверхности могут отрицательно повлиять на производительность.
Деградация - это нормальная, неизбежная часть жизни панели. Правильная установка, тщательная очистка от снега и поддержание чистоты панели могут помочь поддерживать производительность насколько это возможно. Солнечная панель - это оборудование без движущихся частей, не требующее постоянного обслуживания.
Устанавливая стандарты
Панель должна пройти стандартные испытания для сертификации, чтобы создатели смогли убедиться, что она прослужит срок, установленный производителем, и будет работать согласно заявленных характеристик. Модули проходят испытания Международной электротехнической комиссии (МЭК), которые применяются как к моно-, так и к поликристаллическим панелям.
Упомянутые EnergySage панели, соответствующие стандарту IEC 61215, проходят испытания на электрические характеристики, в частности ток утечки во влажной среде и сопротивление изоляции. Модули проходят испытания на механическую нагрузку от ветра и снега, а также климатические тесты, которые проверяют наличие слабых мест по отношению к точкам возгорания, воздействию ультрафиолета, вымораживания влаги, повышенной влажности, удара града и других воздействий, которые могут случиться на открытом воздухе.
На технических характеристиках панели часто можно увидеть печать Underwriters Laboratories (UL) - институции, которая тестирует панели и выставляет стандарты. UL проводит климатические испытания, полный спектр тестов на безопасность, а также определяет склонность к механическому старению,. IEC 61215 определяет показатели производительности панели в стандартных условиях испытаний, включая температурный коэффициент, напряжение холостого хода и максимальную мощность.
Частота отказа
Солнечная панель редко выходит из строя. NREL протестировала более 50 000 станций, установленных в Соединенных Штатах и 4500 станций по всему миру в период с 2000 по 2015 годы. Исследование показало, процент отказа на 10.000 панелей составляет 0.05% в год.
Новые поколения панелей выходят из строя заметно реже. Исследования показали, что среди модулей, установленных в период с 1980 по 2000 год, частота отказа в два раза выше, чем среди тех, что установлены после 2000 года.
Простой системы редко влияет на частоту отказов панелей. Исследование, проведенное компанией kWh Analytics, показало, что 80% простоев солнечных электростанций являются результатом поломки инвертора.
На срок эксплуатации домашней солнечной станции влияют такие факторы, как ее качество, естественное снижение производительности и погодные условия. Несмотря на это, исследования показывают, что солнечные панели - довольно надежное оборудование. Оно способно долгие годы обслуживать домашнее хозяйство при условии стабильного качественного обслуживания и соответствующего места установки.
Читайте самые интересные истории ЭлектроВестей в Telegram и Viber
