Скільки живуть сонячні панелі на даху?

Термін служби панелей залежить від кількох факторів, включаючи клімат, тип модуля та використовувану систему опор. Хоча для панелі немає конкретного “строку придатності”, сама по собі втрата потужності часто змушує виводити з роботи старі модулі. Коли ви вирішуватимете, чи продовжувати роботу вашої панелі за 20-30 років у майбутньому, або шукати нові аналоги на той час, попередній аналіз - найкращий спосіб прийняти обґрунтоване рішення.

Проблеми деградації

За даними Національної лабораторії відновлюваних джерел енергії (NREL), втрата видобутку з плином часу, що називається деградацією, зазвичай складає приблизно 0,5% щороку. Виробники зазвичай вважають період від 25 до 30 років моментом, коли відбулося достатнє погіршення стану, щоб наступив час замінити панель. Галузевий стандарт для виробництва сонячних батарей - 25 років, вказує NREL. Враховуючи 0,5% еталонної річної деградації, 20-річна панель здатна виробляти близько 90% своїх початкових можливостей.

Якість панелей може вплинути на швидкість деградації. NREL повідомляє, що такі преміальні виробники, як Panasonic та LG, мають ставки близько 0,3% на рік, тоді як деякі марки погіршуються зі швидкістю до 0,80%. Через 25 років ці преміальні панелі все ще могли б виробляти 93% свого первісного випуску, а приклад з вищою деградацією міг би виробляти 82,5%.

Деякі виробники виготовляють свої панелі зі стійких до ПІД матеріалів у склі, герметизацією та з дифузійними бар’єрами. Значна частина деградації пов'язана з явищем, яке називається потенційно індукованою деградацією (ПІД), проблемою, з якою стикаються деякі, але не всі панелі. PID виникає, коли потенціал напруги панелі та струм витоку проводять рухливі іони в модулі між напівпровідниковим матеріалом та іншими елементами модуля, такими як скло, кріплення або рама. Це призводить до зменшення вихідної потужності модуля, в деяких випадках й значного.

Усі панелі також страждають від деградації, викликаної світлом (LID), при якій панелі втрачають ефективність протягом першого часу перебування на сонці. LID змінюється від панелі до панелі залежно від якості кристалічних пластин кремнію, але зазвичай призводить до одноразової втрати ефективності від 1% до 3%, зазначили у випробувальній лабораторії PVEL, PV Evolution Labs.

Метеорологічні умови

Вплив погодних умов є важливою причиною деградації панелей. Тепло є ключовим фактором як у роботі панелі в режимі реального часу, так і в погіршенні з плином часу. Навколишнє тепло негативно впливає на продуктивність та ефективність електричних компонентів, згідно з NREL.

Перевіривши технічний опис виробника, можна знайти температурний коефіцієнт панелі, який продемонструє здатність панелі працювати при більш високих температурах.

Теплообмін також викликає деградацію за допомогою процесу, званого термічним циклом. Коли тепло, матеріали розширюються, а коли температура знижується, вони стискаються. Цей рух повільно спричиняє утворення мікротріщин на панелі з плином часу, що знижує вихід. За кожен градус Цельсія вище 25 втрачається 0,353% загальної виробничої потужності.

У своєму щорічному дослідженні «Модульна карта оцінок» PVEL проаналізувала 36 інженерних проектів в Індії та виявила значний вплив деградації тепла. Середньорічна деградація проектів досягла 1,47%, але масиви, розташовані в холодніших гірських регіонах, деградували майже вдвічі менше, на 0,7%.

Вітер - ще одне явище, що може завдати шкоди сонячним панелям. Сильний вітер може спричинити згинання панелей, що називається динамічним механічним навантаженням. Це також викликає мікротріщини на панелях, зменшуючи вихід. Деякі опорні рішення оптимізовані для районів із сильним вітром, захищаючи панелі від сильних деформацій та обмежуючи мікротріщини. Зазвичай в технічному описі виробника міститься інформація про максимальну потужність вітру, яку здатна витримати панель. Правильна установка може допомогти вирішити проблеми, пов'язані з теплом. Панелі слід встановлювати на кілька сантиметрів над дахом, щоб конвективне повітря могло надходити під обладнання та охолоджувати його. Світлі матеріали можна використовувати в конструкції панелей, щоб обмежити поглинання тепла. А такі компоненти, як інвертори, продуктивність яких особливо чутлива до тепла, повинні бути розміщені у затінених місцях.

Те ж саме стосується снігу, який може накрити панелі взимку. Сніг також може викликати динамічне механічне навантаження, погіршуючи панелі. Як правило, сніг зісковзує з панелей, оскільки вони є слизькими і прогріваються, але в деяких випадках власник будинку може вирішити прибрати сніг з панелей. Це потрібно робити обережно, оскільки подряпини на скляній поверхні панелі негативно вплинуть на вихід.

Деградація - це нормальна, неминуча частина життя панелі. Правильний монтаж, ретельне очищення снігу та ретельне прибирання панелей можуть допомогти з покращенням результатів, але в кінцевому підсумку сонячна панель - це технологія без рухомих частин, що вимагає дуже невеликого обслуговування.

Встановлення стандартів

Для того, щоб певна панель, ймовірно, прожила довге життя і функціонувала відповідно до плану, вона повинна пройти тестування стандартів для сертифікації. Панелі підлягають випробуванням Міжнародної електротехнічної комісії (МЕК), які застосовуються як до моно-, так і до полікристалічних панелей.

За словами EnergySage, панелі, що відповідають стандарту IEC 61215, перевіряються на електричні характеристики, такі як струми витоку та опір ізоляції. Вони проходять механічне випробування як вітром, так і снігом, а також кліматичні випробування, які перевіряють наявність слабких місць у гарячих точках, вплив ультрафіолетового випромінювання, замерзання вологи, вологу спеку, вплив граду та інші впливи на вулиці.

Також у технічних характеристиках панелі зазвичай зустрічається печатка лабораторій страхувальників (UL), яка також забезпечує стандарти та тестування. UL проводить кліматичні випробування та випробування на старіння, а також повний спектр випробувань на безпеку. IEC 61215 також визначає показники роботи панелі за стандартних умов випробувань, включаючи температурний коефіцієнт, напругу розімкненого ланцюга та максимальну вихідну потужність.

Норми відмов

Поломка сонячної панелі відбувається нечасто. NREL провела дослідження з більш ніж 50000 систем, встановлених у США, та 4500 у всьому світі у період з 2000 по 2015 роки.

Надійність панелі помітно покращилася з плином часу, оскільки було виявлено, що система, встановлена між 1980 та 2000 роками, демонструвала відмову вдвічі частіше, ніж у групі після 2000 року.