Коли реконструкція буде вигідною?

Сонячна електростанція, що ілюструє цю статтю, була побудована в 2018 році. Вона вже успішно окупила свою вартість, та їй ще дуже й дуже далеко до необхідності модернізації. Насправді, в Україні поки що відносно небагато СЕС віком від 10 років і більше, але з питанням майбутньої реконструкції варто ознайомитись вже зараз, щоб не мати в майбутньому неприємних сюрпризів.

Ця стаття досліджує сценарії, що виправдовують модернізацію або стратегію модернізації СЕС. Перше питання, яке природно спадає на думку, полягає в тому, в яких сценаріях має сенс оновлення? Дослідники виділяють три: коли відбувається великий технологічний стрибок між датою підключення до мережі та датою оновлення; коли продуктивність електростанції порушується через не надто якісне встановлення; коли цього вимагає природне старіння СЕС. Давайте проаналізуємо їх по одному.

Сценарій 1: Оригінальна технологія більше не існує

Це може означати сценарій, за якого між початковою датою підключення та датою оновлення відбувся великий технологічний стрибок. Візьмемо для прикладу Іспанію чи Італію. Ці ринки зазнали значного розширення між 2006 і 2008 роками та між 2009 і 2011 роками. На той час було загальноприйнятим будівництво СЕС із використанням практично вимерлих сьогодні рішень, таких як двовісні трекери, 60-клітинні кристалічні фотомодулі (розмір 1650x990 мм), гальванічно розділені інвертори, тонкоплівковий аморфний кремній або технологія модуля CIGS.

Окрім суто технічних факторів, існують також економічні фактори, які вплинули на розробку та впровадження СЕС. Наприклад, іспанська нормативна база, яка призвела до поділу фотоелектричних установок на острови потужністю 100 кВт з окремими трансформаторами та лічильниками. Технічні характеристики компонентів, доступних у період між 2006 і 2011 роками, а також економічні та регуляторні фактори були характерними для перших СЕС. Прогрес у галузі технологій та політики означає, що ці стратегії зараз практично зникли.

Сценарій 2: Є Низька продуктивність СЕС

Недостатня ефективність може бути зумовлена ​​багатьма факторами, включаючи погану практику встановлення, несправність виробу або їх комбінацію. Зараз існує кілька прикладів для ілюстрації цих аспектів, таких як (1) неміцний дизайн двовісних трекерів; (2) трекери на основі призм, а не астрономічного відстеження, що додає складності та знос рухомих елементів; (3) використання трифазних кабелів змінного струму для постійного струму; (4) зменшена пропускна здатність кабелю через надмірне накопичення кабелів у траншеях або жолобах; (5) неправильне поводження з модулями на місці з подальшим пошкодженням комірок або скла та задніх листів; (6) дуже розмиті контракти на проектування, закупівлі та будівництво, які ледь містять вимоги щодо контролю якості під час будівництва та введення в експлуатацію; (7) відсутність системи, яка б дозволяла належний моніторинг роботи станції та аварій; (8) відсутність знань про явища деградації, такі як PID; та (9) відсутність контролю якості під час виготовлення фотомодулів. «На деяких СЕС, встановлених в Іспанії чи Італії до 2011 року, не рідко можна зустріти дезорієнтовані або зупинені трекери, неправильно позначені модулі, від'єднані діодні коробки, інвертори з поганою синхронізацією мережі або установки, де коефіцієнт ефективності взагалі не контролюється », - кажуть дослідники.

Помилки можуть бути частково виправдані поспіхом, з яким доводилося стикатися деяким установникам та розробникам через жорсткі графіки будівництва та дефіцит модулів, а також через відсутність досвіду в цьому секторі. У будь-якому випадку, сьогодні існує велика кількість СЕС, що працюють значно нижче їх теоретичної потужності, що призводить не тільки до втрати за “зеленим” тарифом, але і до ризику втрат за небаланси у випадку комерційних СЕС.

Сценарій 3: СЕС в кінці свого терміну експлуатації

Тут ми розглядаємо “природне” старіння СЕС як аргумент, що виправдовує модернізацію, незалежно від недостатньої продуктивності чи будівельних дефектів.

Це буде зосереджено головним чином на модулях та інверторах, оскільки ці компоненти були найбільш ретельно вивчені щодо їх терміну служби. Поріг від 10 до 12 років зазвичай вважається точкою, в якій буде потрібно заміна найбільш чутливих компонентів інвертора (переважно конденсаторів та фільтрів). У випадку струнних інверторів це означає майже повну заміну інвертора, тоді як у випадку центральних інверторів це означало б заміну цих деталей при збереженні більш міцних компонентів, таких як шини, стійки або певні захисні пристрої. Високі температури та високі коефіцієнти постійного / змінного струму, безсумнівно, скорочують термін служби інвертора. Тому очікується більша тривалість життя в центральноєвропейському кліматі порівняно з тропічним кліматом, де вологість також слід додати як фактор, що погіршує стан.

Що стосується панелей, то спостерігаються різні тенденції деградації залежно від використовуваної технології та місця розташування . Ці відмінності можна помітити на усталених ринках, таких як Німеччина, Італія чи Іспанія, які мають велику кількість СЕС, що вступили в останню третину свого терміну корисного використання. Слід зазначити, що факторами навколишнього середовища, які першими спричиняють деградаційні ефекти, є високі температури та високий вплив УФ-випромінювання, або їх поєднання. Це явище чітко спостерігається в модулях, встановлених на двовісних трекерах, які широко присутні як в Італії, так і в Іспанії.

У цих випадках модулі піддаються дії високих температур та сильного випромінювання протягом тривалих періодів через теоретичну перпендикулярність, яку шукає трекер щодо сонячних променів. Ось чому такі явища, як пожовтіння, корозія шин, розкришення або деградація кабелів та з'єднувачів, є частими на цих СЕС і дещо рідше спостерігаються в таких країнах, як Німеччина, де використання двовісних трекерів менше розповсюджене і де умови навколишнього середовища сприятливі для компонентів PV.