Колко дълъг е животът на покривните фотоволтаични панели?

Хората често прибягват до заеми или лизинг, когато купуват слънчеви фотоволтаични панели за монтаж на покривите на своите къщи. Това поставя на масата въпроса колко дълго ще работят модулите, които ще бъдат закупени.

Животът на панела зависи от няколко фактора, включително климата, типа модул и използваната стелажна система. Въпреки че няма конкретен „срок на годност“ за соларния панел сам по себе си, намаляването на производствения му капацитет с течение на времето често принуждава собствениците да „пенсионират“ оборудването.

Специалистите са единодушни, че мониторингът на изходните нива е най-добрият начин собствениците на соларни покриви да вземат информирано решение.

Деградация

Загубата на продуктивност с течение на времето, наречена деградация, обикновено е около 0,5% за година. Тази цифра е потвърдена от американската Национална лаборатория за възобновяема енергия (NREL).

Производителите обикновено говорят за 25 до 30 години срок на работа. За това време настъпва настъпило достатъчно изменение и намаляване на капацитета, за да се счете, че е време да се помисли за подмяна на панелите. Индустриалният стандарт за производствени гаранции е 25 години за соларен модул.

Ако се приеме, че референтната годишна степен на деградация е 0,5% годишно, това би означавало, че след 20-годишен период на работа един панел е в състояние да работи с около 90% от първоначалния си капацитет.

Качеството на панела може да окаже известно влияние върху степента на влошаване. Има данни, че някои „първокласни“ производители постигат ниско ниво на деградация от порядъка на около 0,3% годишно, докато други марки се влошават с темпове до 0,8%.

Значителна част от влошаването се дължи на явление, наречено потенциално индуцирано влошаване (PID). Това е проблем, който се явява при някои, но не всички панели. PID възниква, когато потенциалът на напрежението на панела и някои утечки и стимулират подвижността на йоните в модула между полупроводниковия материал и другите елементи на модула (стъкло, стойка и др). Това води до намаляване на изходната мощност на модула, в някои случаи значително.

Някои производители произвеждат своите панели с устойчиви на PID материали.

Всички панели страдат и от нещо, наречено светлинно индуцирано разграждане (LID). При него панелите губят ефективност в рамките на първите часове, след като са били изложени на слънце. LID варира от панел до панел въз основа на качеството на кристалните силициеви пластини, но обикновено води до еднократна загуба на ефективност от 1-3%, каза тестовата лаборатория PVEL (PV Evolution Labs).

Състаряване

Влиянието на метеорологични условия е основният фактор за деградацията на панела. Топлината е ключова както за работата на панела в реално време, така и за постепенното му влошаване. Околната топлина влияе отрицателно на производителността и ефективността на електрическите компоненти, според NREL.

Обичайно в информационния лист на производителя би трябвало да има данни за температурния коефициент на панела. Това демонстрира способността на модула да работи при по-високи температури, казва SolarCalculator.com.

Коефициентът обяснява колко ефективност в реално време се губи от всеки градус по Целзий, повишен над стандартната температура от 25 градуса по Целзий. Например, температурен коефициент от -0,353% означава, че за всеки Целзиев градус над 25 се губят по 0,353% от общия производствен капацитет.

Топлообменът поражда деградацията на на панела заради т. нар. топлинен цикъл: когато е топло, материалите се разширяват, а когато температурата се понижава, се свиват. Това постоянно свиване и разширяване бавно води до образуване на микропукнатини в панела с течение на времето. А те намаляват производителността.

В свое годишно проучване на Module Score Card PVEL анализира 36 действащи слънчеви проекта в Индия и открива значителни въздействия заради топлинната деградация. Средната годишна деградация на проектите достига 1,47%. Ала масивите, разположени в по-студени, планински райони, се влошават с почти половината от тази скорост: с 0,7% годишно.

Начинът на инсталиране може да помогне за справяне с проблема, свързан с топлината. Панелите трябва да се монтират на известна височина над покрива, така че движещият се отдолу въздух да може да преминава свободно и да охлажда оборудването. В панелната конструкция могат да се използват светли материали, за да се ограничи поглъщането на топлина. Компоненти като инверторите, чиято работа е особено чувствителна към топлина, трябва да бъдат разположени в сенчести зони, според CED Greentech.

Вятърът е друго метеорологично явление, което може да доведе до известна вреда за слънчевите панели. Силният вятър може да породи огъване на панелите. Наричат го динамично механично натоварване. Това също причинява микропукнатини в панелите, намалявайки капацитета им. Някои видове конструкции са оптимизирани за зони със силен вятър, като предпазват панелите от силно повдигане и ограничават микропукнатините. В информационните си материали производителят би трябвало да предоставя таблица с данни за максималните ветрове, на които панелът може да издържи.

Ами снегът? Повечето хора биха се притеснявали, че той блокира слънчевите лъчи и пречи на работата на панелите. Но реално по-неприятното е, че чрез своя натиск той също може да причини динамично механично натоварване, разрушаващо панелите. Ако собственикът пък реши да почисти снега от панелите, това трябва да се направи внимателно, тъй като надраскването на стъклената повърхност на панела би имало отрицателно въздействие върху капацитета му.

Стандарти

За да се гарантира, че даден панел ще има дълъг живот и ще работи според очакваното, той трябва да бъде подложен на стандартно тестване и сертифициране. Панелите подлежат на тестове на Международната електротехническа комисия (IEC), които се прилагат както за моно-, така и за поликристални панели.

Панелите, които отговарят на стандарта IEC 61215, са тествани за своите електрически характеристики. Те преминават проби за механично натоварване както за вятър, така и за сняг. Подлагат се и на климатични тестове, които проверяват за слабости от гледна точка на поносимост към горещина, излагане на ултравиолетови лъчи, замръзване, удари от градушка и други форми на излагане на открито.

IEC 61215 също така определя показателите за ефективност на панела при стандартни условия на изпитване, включително температурен коефициент, напрежение на отворената верига и максимална изходна мощност.

Също така често срещан в листа със спецификациите на панелите е печатът на Underwriters Laboratories (UL). Техните тестове също се считат за доказателство за покриване на важните стандарти. UL провежда климатични тестове и тестове за стареене, както и пълната гама от тестове за безопасност.

Дефектиране

Повреди на слънчевите панели се случват рядко. Според проучване на NREL с над 50 000 системи, инсталирани в периода между 2000 г. и 2015 г., налице е среден процент на отказ от 5 панела от 10 000 годишно.

Неизправностите на панелите се появяват все по-рядко, тъй като производителите постоянно усъвършенстват технологиите си. Според проучване на kWh Analytics пък, около 80% от всички прекъсвания на работата на слънчевите централи са резултат от неизправности и дефекти не в панелите, а в инверторите – онези устройства, което преобразуват постоянния ток от панела в използваем променлив ток.

Източник: