Сколько работает солнечная батарея

Сколько лет работают солнечные батареи?

BISOL Linear Warranty EN 1 срок службы,солнечные батареи,деградация

Солнечные батареи были испытаны в полевых условиях на многих установках. Практика показала, что срок службы солнечных батарей превышает 30 лет. Фотоэлектрические станции, работающие в Европе и США около 25 лет, показали снижение мощности модулей примерно на 10%. Таким образом, можно говорить о реальном сроке службы солнечных монокристаллических модулей 30 и более лет. Поликристаллические модули обычно работают 20 и более лет. Модули из аморфного кремния (тонкопленочные, или гибкие) имеют срок службы от 7 (первое поколение тонкопленочных технологий) до 20 (второе поколение тонкопленочных технологий) лет.

Солнечные модули обычно деградируют быстрее в первые 2 года эксплуатации. Тонкопленочные модули теряют от 10 до 30% мощности в первые 2 года эксплуатации, поэтому обычно новые они имеют запас мощности около 15-20%. Около 90% рынка фотоэлектрических модулей в настоящее время составляют кристаллические кремниевые модули, т.к. их деградация гораздо меньше, а срок службы — больше, чем у других типов солнечных модулей (см. таблицу ниже).

Как быстро солнечные панели деградируют/теряют свою эффективность?

Типичная деградация мощности солнечных панелей составляет 0.5% в год. Как указывалось выше, тонкопленочные солнечные панели (a-Si, CdTe и CIGS) деградируют быстрее, чем моно и поликристаллические панели. Ниже приведена таблица с данными по деградации солнечных панелей, произведенный до 2000 года и после 2000 года. :

Тип солнечного элемента	Потеря мощности за год, %
Произведены:	до 2000 г.	после 2000 г.
Аморфный кремний (a-Si)	0.96	0.87
Теллурид кадмия (CdTe)	3.33	0.4
Селенид медь-индий-галлий (CIGS)	1.44	0.96
Монокристаллический кремний (mono-Si)	0.47	0.36
Поликристаллический кремний (poly-Si)	0.61	0.64

Производители солнечных элементов и модулей дают более консервативные значения деградации, которые они могут гарантировать. Для первого года эксплуатации кратковременная деградация в диапазоне от менее 1% до 3%. После этого, согласно большинству спецификаций на солнечные модули, их производительность снижается в среднем на 0,8% до 0,9% ежегодно.

Качественные солнечные панели деградируют менее интенсивно, скорость их деградации обычно меньше и поэтому снижение эффективности не будет слишком сильно влиять на производительность всей вашей системы. Степень деградации можно примерно оценить еще в момент покупки – обычно бренды, выпускающие солнечные панели, заявляют эти показатели в своей гарантии на эффективность. Не забудьте также оценить и гарантию на продукт (оборудование) – производственные дефекты тоже влияют на срок службы панелей и их выходную мощность. Гарантия производительности вашей солнечной панели, которая составляет у современных панелей 20–25 лет (иногда доходит до 30 лет), даст вам приблизительное представление о том, какое количество электроэнергии будет генерировать ваша солнечная панель, и как оно будет меняться с течением времени.

Учтите, что производители солнечных панелей дают гарантию с «запасом прочности» – то есть в процессе работы панель может работать дольше, чем заявлено в гарантии. Например, если производитель обещает, что через 20–25 лет панель будет работать с эффективностью около 80% от начальной величины, то на практике чаще всего деградация будет ниже и составит 10-12%.

Типы деградации солнечных панелей

Деградация, вызванная светом(LID – от англ. Light Induced Degradation) – возникает, когда солнечная панель впервые подвергается воздействию солнечной радиации, в результате ее фотопроводимость уменьшается.

Это считается этапом «настройки» панели, также называемым «начальным ухудшением» или краткосрочной деградацией, и происходит в течение первых 1000 часов работы. Эффективность панелей на этом этапе снижается в среднем на 1–3% и после этого стабилизируется. Такой тип деградации присущ преимущественно монокристаллическим панелям.

Деградация, вызванная потенциалом(PID – от англ. Potential Induced Degradation) – данный тип деградации не всегда происходит, но если это случится, производительность панели может снизиться вплоть до 30%. Подвержены ей все типы панелей (моно- и поликристаллические, а также тонкопленочные). В некоторых случаях потенциальная деградация может быть обратимой, но этот процесс всегда является достаточно непростой технической проблемой, которая требует немедленного решения.

PID -деградация возникает, когда разные компоненты в системе находятся под разными потенциалами. Например, при разности потенциалов между солнечными элементами и рамкой (монтажной конструкцией, алюминиевым или стальным каркасом). Такое отклонение вызывает утечку напряжения и, следовательно, снижает выходную мощность панели. Основная причина такого явления – поляризация, то есть потенциал солнечных батарей по отношению к земле. Предотвратить подобную деградацию и даже восстановить работу узлов, которые подверглись ей, поможет заземление положительного электрода. По сути, потенциальная деградация – это появление токов утечки в полостях между пластинами полупроводника и другими составляющими фотомодуля. Последний при этом теряет способность создавать заявленное «на выходе» напряжение. Подробнее про PID читайте в отдельной статье.

Деградация, связанная со старением. Солнечные модули подвержены влиянию внешних факторов, что неизбежно – это естественный износ солнечных панелей.

Такие процессы старения происходят из-за химических реакций в полупроводниках, вызывающих кристаллические затвердения, а также из-за загрязнения фотомодулей, климатических условий, погоды, влияния ультрафиолета. Обычно данный тип деградации необратим, и с экономической точки зрения смысла в его устранении нет.

Почему деградируют солнечные панели

Фактором, который может ускорить скорость деградации, является качество материалов, используемых при изготовлении панелей. Чтобы сохранить низкие цены, некоторые производители используют для рамы алюминий меньшей толщины, что делает конструкцию более тонкой и уязвимой к деградации. Вот почему выбор дешевой солнечной панели может увеличить риск ее плохой работы или выхода из строя деталей системы. В долгосрочной перспективе такая экономия обойдется вам дороже.
Степень деградации солнечной батареи и ее срок службы зависят от типа панели. Например, кристаллические панели имеют большую устойчивость к нормальному износу, чем тонкопленочные, что отражено в их гарантиях и сроках службы. В обычных условиях кристаллические панели могут выдерживать экстремальные температуры и холода в течение более 20 лет. Пленочные панели при таких же условиях прослужат не более 5 лет.
При воздействии экстремальных климатических условийсолнечная панель из кристаллического кремния (Si) может сильно деградировать. Например, панель, подверженная сильным снеговым нагрузкам, ветрам и теплу, теряет свою структурную целостность и эффективность. Тогда как скорость деградации панелей, установленных в благоприятном климате, будет существенно ниже
Проблемы при соединении с другими элементами. Обычно солнечные панели не являются хрупкими, практически не подвержены каким-то поломкам. Но при соединении их с другими элементами солнечной установки либо объединении их в массивы следует соблюдать осторожность. Нужно учитывать не только безопасность солнечных панелей, но и всей подключенной системы, правильно соединять ее элементы в соответствии с их техническими параметрами.
Механические повреждения. Хотя производители используют закаленное стекло для дополнительной защиты, постоянные нагрузки могут стать причиной микротрещин в фотоэлементах, из-за чего процесс деградации может ускориться. Также может испортиться антибликовое/антиотражающее покрытие. Эти разрушения вызывает нагрев поверхности панелей, воздействие ультрафиолета и загрязняющих веществ.
Самый распространенный фактор, влияющий на срок службы и скорость деградации панелей – загрязнение. Крошечные частицы пыли и грязи накапливаются постепенно на поверхности солнечной батареи, тем самым снижая количество солнечного света, получаемого фотоэлементами. Исследования показали, что из-за этого солнечная панель может потерять около 1% своей эффективности. Более того, эти панели с большей вероятностью теряют свою мощность из-за загрязнения при установке на плоскую поверхность. Хотя солнечные панели достаточно легко установить на плоских крышах, это приводит к накоплению большего количества пыли на панелях и, соответственно, более быстрой их деградации.
Большую роль в деградации играют погодные катаклизмы. Сильные шквалы, ураганы, бури, снег, крупный град, упавшие ветви деревьев из-за ветра – все эти факторы могут значительно повредить солнечные батареи и ускорить их деградацию. Это нужно учитывать при установке панелей, например, выбирать места в значительном отдалении от деревьев. Угрозу структурной целостности солнечной панели несут также птицы, которые любят устраивать гнезда под панелями.

Принимая решение о покупке солнечных панелей, обязательно учитывайте степень их деградации, поскольку в итоге этот показатель может повлиять срок окупаемости установки. Зная основные причины деградации, можно сгладить некоторые моменты и попытаться замедлить ее в тех случаях, в которых это возможно.

Каков ожидаемый срок службы солнечных панелей?

Производители солнечных батарей гарантируют работу солнечных модулей в течение 25 лет (для солнечных панелей с защитной пленкой) или даже 30 лет (для модулей с двойным стеклом), при этом снижение мощности не будет превышать 20% к концу этого срока.

Многие производители дают гарантию на свои модули на период от 10 до 25 лет. При этом они гарантируют, что мощность модулей через 10 лет снизится не более, чем на 10%. Гарантия на механические повреждения дается обычно на срок от 1 до 5 лет.

на срок службы солнечной панели влияют технологии ее изготовления

Наиболее богатым опытом эксплуатации обладают кристаллические модули. Их начали устанавливать еще 50-х годах прошлого века, а массовое использование началось в конце 1970-х. Поэтому именно о долговечности таких модулей уже можно делать какие-то выводы.

Расчетный срок службы кристаллических модулей обычно 30 лет. Производители делают ускоренные тесты по эксплуатации модуля для того, чтобы оценить его реальный срок службы. Сами солнечные элементы, используемые в солнечных модулях, имеют практически неограниченный срок службы и показывают отсутствие деградации по прошествии десятков лет эксплуатации. Однако, выработка модулей со временем падает. Это результат 2 основных факторов — постепенное разрушение пленки, используемой для герметизации модуля (обычно используется этиленвинилацетатная пленка — ethylene vinyl acetate; EVA) и разрушение задней поверхности модуля (обычно поливинилфосфатная пленка), а также постепенное замутнение прослойки из EVA пленки, расположенной между стеклом и солнечными элементами.

Герметик модуля защищает солнечные элементы и внутренние электрические соединения от воздействия влаги. Так как практически невозможно полностью защитить элементы от влаги, модули на самом деле «дышат», но это крайне трудно заметить. Ультрафиолет и перепады температур постепенно разрушает герметик, защищающий от влажности элементы и электрические соединения. Влага, попавшая внутрь, выводится наружу днем, когда температура модуля возрастает. Солнечный свет постепенно разрушает герметизирующие элементы за счет ультрафиолетового излучения, и они становятся менее эластичными и более податливыми на механические воздействия. Со временем, это приводит к ухудшению защиты модуля от влаги. Влага, попавшая внутрь модуля, ведет к коррозии электрических соединений, увеличению сопротивления в месте коррозии, перегреву и разрушению контакта или к уменьшению выходного напряжения модуля.

Второй фактор, уменьшающий выработку модуля — это постепенное уменьшение прозрачности пленки между стеклом и элементами. Это уменьшение не заметно невооруженным глазом, но ведет к снижению мощности модуля за счет того, что меньше света попадает на солнечные элементы.

Что будет с моими солнечными батареями после 25 лет эксплуатации?

Честно говоря, мы не знаем. До сих пор нет достаточных статистических данных по этому вопросу, т.к. фотоэнергетика — довольно молодая отрасль, и подавляющее большинство модулей, находящихся сейчас в эксплуатации. сделаны менее 20 лет назад. Однако, те данные, которые существуют, позволяют говорить о том, что солнечные батареи будут работать гораздо дольше обещанных производителями 25 лет:

Солнечная панель 33W (Arco Solar 16-2000) на самом деле имеет лучшие показатели, чем обещаны в ее спецификациях через 30 лет работы. [2]
Первая в мире солнечная панель продолжает работать уже 60 лет. [3]
Kyocera отчиталась о солнечных установках, которые продолжают успешно и надёжно работать через 30 лет эксплуатации.

Максимальное ухудшение обычно гарантируется производителями на уровне не более 20% за 25 лет. Однако измерения, проведённые на реально работающих с 1980 годов модулей показывают, что их выработка уменьшилась не более, чем на 10%. Очень многие из этих модулей и до сих пор работают с заявленными при производстве параметрами (т.е. нет деградации). Поэтому можно смело говорить, что модули будут работать не менее 20 лет, и с высокой вероятностью обеспечат высокие показатели и через 30 лет с момента начала работы.

Современные технологии производства солнечных панелей существенно улучшены, и солнечные панели, которые продаются сейчас еще более надежны, стабильны и эффективны.

Все это означает, что если при расчётах окупаемости солнечных энергоустановок был принят срок службы солнечных панелей 20 лет, то далее они будут генерировать электрическую энергию бесплатно.

Мы уверены, что качественные солнечные панели будут работать генерировать электроэнергию и через 30 – 40 лет после установки.

Что можно сделать для увеличения срока службы солнечных панелей?

Избегайте физических повреждений панели (т.е. падения деревьев, веток, срыва ветром, царапин на модуле). Чем больше царапин на поверхности модуля, тем меньше его эффективность. В самом плохом варианте влага и вода может попасть между стеклом и защитной пленкой и привести к короткому замыканию и/или коррозии контактов солнечных элементов.
Регулярное обслуживание и чистка очень важны. См. Best Way to Clean Solar Panels.
Чем тяжелее климатические условия, в которых работают солнечные панели, тем быстрее они будут деградировать. Поэтому, в некоторых случаях имеет смысл устанавливать ветрозаграждающие конструкции.

Какой срок службы имеют другие компоненты солнечной энергосистемы?

Другие компоненты системы имеют различные сроки службы: аккумуляторные батареи имеют срок службы от 2 до 15 лет (в среднем 4-10 лет), а силовая электроника — от 5 до 20 лет (в среднем 10-12 лет)

Долговечность солнечных панелей сильно преувеличена — они резко деградируют после 10 лет эксплуатации, выяснили учёные

Чешские учёные опубликовали работу, в которой сообщили о значительной переоценке срока эксплуатации солнечных панелей. Вместо обещанных 20–25 лет работы десятки солнечных ферм в стране показали резкую деградацию и повреждения уже на 11-м году эксплуатации. Инвесторы в солнечные проекты должны учитывать эти данные, иначе они окажутся обманутыми в своих ожиданиях рентабельности в сфере солнечной энергетики.

Источник изображения: Pixabay

Как сообщает источник, данные мониторинга 85 солнечных электростанций, построенных в Чехии в 2009–2010 годах, показали, что главной причиной деградации фотопанелей стало расслоение. Проектировщики с самого начала не имели точных представлений о «технических возможностях» солнечных панелей, которые закупались для проектов, и давали завышенные обещания. Кроме того, ситуацию усугубило стремление получить больше прибыли на фоне экономии на строительстве.

«Срок службы электростанций, построенных в 2009–2010 годах, сегодня подошёл к концу, — сообщают исследователи. — В 2009–2010 годах ожидаемый срок службы фотоэлектрических электростанций в Чешской Республике составлял 20–25 лет. Сегодня, спустя примерно 12 лет, выяснилось, что эта оценка была слишком оптимистичной, а реальный срок службы составляет около половины [заявленного]».

В процессе анализа состояния фотопанелей на солнечных фермах учёные использовали одну и ту же систему мониторинга — Solarmon-2.0. По всем объектам получены очень похожие результаты. Информацию о производителях панелей они не раскрывают, но говорят, что закупки были осуществлены у компаний первого звена. Все изученные панели устанавливались под углом 35 градусов, и большинство их них было покрыто ламинатом EVA TPT.

К сокращению срока службы фотопанелей привела также экономия на рамах — они были ослаблены, как и сокращено расстояние между рамами и фотопанелями. Также панели соединяли последовательно для повышения напряжения, что внесло свой вклад в процессы деградации.

«После 11-го года производительность панели без обновления силоксанового покрытия (или другого ремонтного средства) снижается настолько, что её необходимо полностью заменить», — сказано в статье. Первые 10 лет, тем не менее, работа фотопанелей соответствовала заявленным характеристикам.

Исследователи также провели экономический анализ результатов, полученных с помощью данных мониторинга, и обнаружили, что установки по-прежнему прибыльны, хотя и с гораздо меньшей маржой, чем планировалось изначально.

«При нынешних относительно высоких ценах на электроэнергию (конец 2022 года) срок окупаемости электростанций опускается значительно ниже 10 лет, что в нынешней ситуации было бы достаточно для покрытия инвестиционных затрат, — сказано в заявлении. — Однако любое сокращение срока службы панелей приводит к снижению окупаемости этих инвестиций».

Эти выводы перекликаются с недавним исследованием учёных из Ганы, которые тоже нашли заявленные производителями сроки эксплуатации солнечных панелей заметно завышенными.

Как долго прослужат вам солнечные панели? Реальный срок службы солнечных батарей

Срок службы солнечных батарей составляет 25 лет. Это стандартная гарантия от производителей на эффективность работы солнечной панели. На самом деле батареи могут работать дольше: гарантия обычно предусматривает, что через 25 лет производительность будет ниже всего на 20% от номинальной.
Например, панель мощностью 300 Вт должна генерировать не менее 240 Вт (80% от ее номинальной мощности) после 25-ти лет эксплуатации.
Срок службы солнечных батарей зависит от нескольких факторов:

• качество самой солнечной батареи;
• надежность и правильность установки солнечных панелей;
• обслуживание всей электростанции.

Вложение в солнечную станцию являются долгосрочной инвестицией. Первичные затраты могут быть значительными, но со временем они окупаются за счет “зеленого” тарифа и ежемесячной экономии по оплате за электроэнергию.
Для людей, которые планируют свои инвестиции во времени, одним из первых вопросов является: “Какой срок службы солнечной батареи и как быстро они окупятся?”.
Давайте немного посчитаем: солнечные панели ежегодно теряют КПД от 0,5% до 1%. Таким образом, по истечению 25-летней гарантии ваши панели должны вырабатывать энергию на 75 — 87,5% от их номинальной мощности.
Согласно исследованию “Темпы фотоэлектрической деградации (Темпы деградации фотоэлектрических преобразователей)” NREL, почти 80% солнечных батарей работают дольше своего срока гарантии. На самом деле, некоторые старые модели солнечных панелей уже более 40 лет производят электроэнергию. При этом ожидаемый период их службы составит еще десятки лет.

Стандартная гарантия на солнечные панели
Некоторые компании предлагают оборудование с заявленным сроком службы около 30 лет или обещают эффективность 85%. Но стандартным является — 25 лет при 80% эффективности.
Солнечные батареи также имеют отдельную гарантию на механические повреждения для того, чтобы покрыть любые производственные дефекты, такие как: плохая пайка токопроводящих дорожек, плохая рама, стекло, фотоэлементы, защитная пленка, герметичность и др. Обычно срок данной гарантии составляет 10 лет, при этом некоторые производители предлагают 20 лет такой гарантии. Но важно учесть, что таких производителей крайне мало и их панели значительно дороже по стоимости.

Что такое темп деградации?

Темп деградации — это скорость, с которой солнечные панели теряют эффективность во времени. Панель с темпом деградации 1% в год будет на 10% менее эффективной через 10 лет.

Фактически, 78% протестированных систем имели темп деградации менее 1% в год. Это значит, что после 25 лет использования, в 4-х из 5-ти солнечных панелей КПД составляло 75% и выше.
Мы считаем, что ваши солнечные батареи будут вырабатывать энергию еще долго по истечению срока гарантии. Например, в 2010 году Мартин Холладей рассказал о своей самодельной 30-летней панели в блоге веб-ресурса Green Building Advisor. Когда владелец снял старую панель с крыши и провел исследования, выяснилось, что она по-прежнему работала.

Что будет после 25 лет?
У нас хорошие новости, если ваша главная задача — получать прибыль от ваших панелей.
Большинство онлайн-калькуляторов, которые рассчитывают генерацию солнечных электростанций, основаны на сроке эксплуатации 25 лет. Любой дополнительный пробег, который вы получаете от своих панелей — это экстра-бонус.
Мы не можем обещать, что панели будут служить дольше своей гарантии (в конце концов, это и есть гарантия). Но большинство батарей продолжают генерировать электроэнергию даже после 25 лет. Это потому, что солнечные панели не имеют мобильных (движимых, трущихся) элементов, и, следовательно, чрезвычайно надежные.
Когда ваша солнечная станция окупится, и ваши панели будут продолжать работать, ваша прибыль будет намного превышать оценку любого онлайн-калькулятора.
Хотите продлить срок службы солнечных панелей? Небольшие лайфхаки помогут вашей станции работать гладко.

Как продлить жизнь вашей станции?
Очевидно, что панели — самый надежный элемент вашей солнечной станции. Но необходимо будет обслуживать или проводить замену инверторов и аккумуляторов (если они у вас есть), чтобы все работало эффективно.
Срок службы инверторов меньше, чем у панелей. Если вы не подключены к сети (или же подключены к сети с резервной батареей), обслуживание и замена батареи увеличат ваши затраты в будущем.
Лучший способ защитить ваши инвестиции — это тщательно осмотреть станцию после установки. Проверьте систему крепления солнечных батарей, чтобы убедиться, что панели и проводка надежно закреплены. Самая большая угроза для ваших панелей — это физическое повреждение (от камня, огнестрельного оружия, урагана, огромного града — больше 10 см) или сбой электричества (короткие замыкания, пробои изоляции, коммутация солнечных панелей под нагрузкой) из-за некачественной установки.

Замените устаревшие инверторы через 7 лет
На большинство сетевых инверторов гарантия до 7 лет, и многие производители предоставляют возможность увеличить гарантийный срок до 10 лет.
Продление гарантии на инверторы — разумная инвестиция. Можно с уверенностью предположить, что вы замените инвертор хотя бы один раз до истечения срока гарантии на панели. Если ваш инвертор выйдет из строя через 10 лет, он, вероятно, будет заменен на более новую и лучшую модель.
Советуем проконсультироваться о возможности и политике продления гарантии. Такая гарантия приобретается непосредственно у производителя. Solar Technology в настоящее время предлагает умеренную цену продления гарантии инвертора от бренда Fronius.

Автономные инверторы имеют более короткие гарантии. Они варьируются от 3 до 5 лет, с возможностью продления до 10 лет.
Приобретая продление гарантии, внимательно изучите мелкие детали. Некоторые компании покрывают стоимость запчастей, но не стоимость замены инвертора.

Обслуживание и замена аккумуляторов
Обслуживание и замена аккумуляторов является одной из основных затрат, связанных с автономными системами. Литиевые и герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы, все же необходимо проверять раз в год.
Некоторые аккумуляторы имеют гарантию около 10 лет, в зависимости от бренда. Но если выбирать батареи невнимательно, они могут выйти из строя в течении первых 3-х месяцев.
Например, свинцово-кислотные аккумуляторы необходимо полностью перезаряжать после использования, и при этом, они необратимо повреждаются, если будут без подзарядки в течение продолжительного периода времени.
Срок службы большинства высококачественных автономных батарей цикла глубокого разряда составляет от 1 до 10 лет, в зависимости от типа аккумуляторов, а также от того, каким образом они используются и обслуживаются. Вы можете продлить срок службы своих батарей, заботясь о них и убедившись, что они установлены должным образом.
Очень важно найти специалистов, которые помогут правильно спроектировать свою станцию с самого начала. Профессиональная команда Solar Technology советует обратить внимание на емкость батареи, солнечную энергию и мощность инвертора, чтобы все работало корректно.

Итог
Маловероятно, что вам придется заменить солнечные батареи до истечения срока гарантии. Панели работают долго — дольше, чем другие элементы станции.
Однако потеря эффективности может означать, что ваша станция больше не покрывает ваши потребности в энергии. Следовательно, есть два варианта развития событий: производительность станции уменьшается или увеличивается потребление энергии. В обоих случаях можно повысить мощность солнечной станции, если старые и новые детали совместимы. Подробнее об этом процессе расскажем вам в следующих статьях.

Каков срок службы солнечных панелей?

Изображение рабочего, контролирующего фотоэлектрическую установку

В среднем хорошо построенные солнечные панели служат от 20 до 30 лет, прежде чем их выходная мощность начинает значительно снижаться. На долговечность солнечных панелей влияют несколько факторов, в том числе тип используемых материалов, качество изготовления и установки солнечных панелей, а также климат, в котором они работают. (1, 2)

Старые модели солнечных панелей, как правило, изнашиваются быстрее, чем новые модели, и, как правило, менее надежны, чем те, которые были установлены после 2000 года. На бытовые солнечные панели часто дается 25-летняя гарантия, после которой они не гарантируют выработку того же количества электричества, как при первой установке. (3)

Деградация солнечных панелей

С возрастом солнечные панели начинают разрушаться; хотя они больше не могут считаться функциональными, они все еще в некоторой степени производят электричество. Деградация – это мера снижения мощности солнечной панели с течением времени. Это не то же самое, что сбой, который случается, когда солнечная панель внезапно перестает производить электричество. Солнечные панели могут деградировать до такой степени, что они выйдут из строя, или они могут просто продолжать деградировать, постепенно уменьшая свою электрическую мощность до тех пор, пока их эксплуатация станет экономически нецелесообразной. (4, 5)

Исследования Национальной лаборатории по изучению возобновляемой энергии показали, что средний годовой темп деградации солнечных панелей составляет около 0,5%. Если солнечная панель проработает 10 лет, ее выработка электроэнергии упадет примерно до 95% от первоначального уровня. Процесс деградации гидрогенизированного аморфного кремния, используемого во многих солнечных панелях, известен как эффект Стэблера-Вронски. Когда материал подвергается воздействию света, его способность проводить электричество снижается. (5, 6)

Деградация также может происходить из-за более высоких температур. Солнечные панели, установленные непосредственно на крышах домов, обычно нагреваются до более высоких температур, чем те, что установлены на земле. Системы в более жарком климате также имеют более низкий КПД, чем системы в более умеренном климате. Другая причина деградации включает обесцвечивание EVA, или пластикового инкапсулята, что может влиять на количество солнечного света, которое получают солнечные элементы. Расслоение может произойти, когда EVA отрывается от стеклянного покрытия солнечной панели. Это может вызвать деградацию, поскольку позволяет воздуху, пыли, влаге и другим вредным загрязняющим веществам попадать в панель. Другие физические сбои и повреждения солнечной панели также могут привести к снижению электрической мощности. (5, 7, 8, 9)

Как повысить эффективность солнечных панелей

Установку солнечной панели поручите профессионалу.
Обратите внимание на ориентацию и наклон солнечных панелей, чтобы обеспечить максимальное пребывание на солнце. (10)
Убедитесь, что солнечные панели не затенены деревьями или другими препятствиями. (10)
Используйте системы охлаждения, чтобы снизить температуру и увеличить выход энергии. (11)
Уменьшите количество отражения света, используя антибликовое покрытие. (12)

Каков срок службы аккумуляторов для солнечных панелей?

Аккумуляторы для солнечных панелей могут служить в среднем от трех до пяти лет. Литий-ионные, свинцово-кислотные и никелевые аккумуляторы являются одними из наиболее часто используемых типов аккумуляторов в солнечных энергетических системах. (13)

Как и солнечные панели, аккумуляторы для солнечных батарей со временем деградируют. Их способность накапливать солнечную энергию снижается из-за таких факторов, как нагрузка, к которой подключен аккумулятор, эффективность заряда и разряда аккумуляторов, и температура. За счет эксплуатации аккумуляторов для солнечных панелей при оптимальных температурах, и использования системы управления аккумуляторами, гарантирующей, что они не заряжаются избыточно или не полностью разряжаются, срок службы аккумуляторов для солнечных панелей может быть увеличен.

Что происходит с солнечными панелями после их полезного использования?

Поврежденная солнечная фотоэлектрическая панель

Поврежденная солнечная фотоэлектрическая панель. Voyagerix / Getty Images

Когда срок службы солнечной панели подходит к концу, ее необходимо вывести из эксплуатации. В панелях, изготовленных из кремния, стекло, алюминий и медь могут быть переработаны. (14)

Хотя можно повторно использовать или утилизировать части солнечной панели, только в Европейском союзе есть правила, требующие вторичного использования этих материалов. Япония перед утилизацией проверяет солнечные панели на наличие опасных отходов и может предложить конкретные способы переработки или утилизации этих материалов. (14)

В США с солнечными панелями обращаются как с опасными отходами, и они подпадают под действие Закона о сохранении и восстановлении ресурсов. Такие штаты, как Калифорния, находятся в процессе разработки правил утилизации частей солнечных панелей, срок службы которых подошел к концу. (15)

Однако не все части солнечных панелей могут быть переработаны, и эти компоненты утилизируются на свалке. Повторное использование или переработка материалов для солнечных панелей предоставляет странам возможность вернуть деньги и ресурсы.

Михаил Сюняев

Работает экологическим и научным журналистом более 15 лет. Пишет о науке, культуре, космосе и устойчивом развитии. Внештатный автор сайта «Знание – свет».

Срок службы солнечных батарей и других комплектующих солнечной электростанции Комментировать

Солнечная электростанция состоит из нескольких комплектующих (солнечная панель, инвертор, контроллер заряда, АКБ), каждый из которых имеет свой срок службы.

Подбор комплекта оборудования для солнечной электростанции – это всегда поиск наиболее оптимального соотношения эффективности, долговечности и стоимости.

Рассмотрим особенности сроков эксплуатации основных составляющих СЭС.

Какую гарантию дают производители солнечных панелей?

Для удобства ориентирования все многообразие ассортимента солнечных батарей подразделяют на четыре основных класса.

Grade A

Это фотоэлементы высшего класса качества, характерными особенностями которых является безупречное качество и отсутствие механических дефектов. Изготовление ведется компаниями, входящими в ТОП рейтинга Tier-1 от Bloomberg.

Солнечные панели Grade A хорошо противостоят неблагоприятным условиям окружающей среды. Фотоэлементы служат до 15 лет, сохраняя при этом КПД на уровне 90% от первоначального. Общий срок службы солнечных батарей может достигать 30 лет с сохранением 80% мощности от заявленной.

Солнечные панели класса Grade A

Grade В

Солнечные панели этого класса лишь незначительно уступают Grade A. Отличить на глаз панели этих двух классов друг от друга сложно. Для уточнения класса лучше заглянуть в сопроводительные документы. Фотоэлементы Grade В производят преимущественно в Китае. Срок годности солнечных батарей – до 25 лет, при этом сохраняется 80% заложенного КПД при условии отсутствия форс-мажорных обстоятельств.

Grade С

Если вы хотите получить действительно надежную мощную электростанцию, лучше не использовать панели этого класса, потому как производятся они малоизвестными китайскими изготовителями и часто имеют заметные визуальные дефекты. Стоимость фотоэлементов класса С ниже на 20-30%, чем панелей классов А и В, но рассчитывать на выгоду не приходится. Срок эксплуатации солнечных батарей составляет лишь 10 лет.

Grade D

Этот класс фотоэлементов представлен оборудованием, бывшим в использовании, а также солнечными панелями без сертификации. Рассчитать срок службы солнечных панелей такого класса не представляется возможным.

Срок службы инверторов

Устройство необходимо для преобразования постоянного тока в переменный. Конструктивно инверторы отличаются друг от друга незначительно, поэтому сроки беспроблемной эксплуатации устройств как эконом, так и премиум-класса приблизительно равны 10-15 годам.

Срок службы АКБ

Для организации солнечных электростанций могут быть использованы свинцово-кислотные, щелочные, литий-ионные аккумуляторные батареи. Наибольшей эффективностью и сроком службы отличаются литий-ионные. Они могут служить до 20 лет, заряжаются быстро, отдают до 80% своего заряда, могут выдержать около 3000 циклов зарядки-разрядки. При этом неполная зарядка не оказывает негативного влияния на их емкость.

Герметичные свинцово-кислотные аккумуляторы в составе солнечной электростанции обычно служат не более 6-7 лет.

Срок службы АКБ

Срок службы контроллеров заряда

На рынке представлены разнообразные устройства. Здесь вы можете почитать о принципах работы контроллера заряда. Срок службы самых простых моделей практически не ограничен. Сложные программируемые контроллеры имеют срок службы до 12 лет, но и после 12 лет они продолжат работу, они просто морально устареют

Как продлить срок эксплуатации элементов солнечной электростанции?

Прежде всего, необходимо грамотно спроектировать СЭС в соответствии с потребностями владельца, подобрать оптимальный комплект оборудования и правильно установить его.

Систему нужно обеспечить многоуровневой защитой от перепадов напряжения. Просвет между плоскостью крыши и солнечными панелями защитит от их перегрева и ускоренной деградации фотоэлементов. Наконец, нужно регулярно ухаживать за панелями и очищать их от загрязнений.

Возможности компании REENERGO

Если у вас есть желание собрать солнечную электростанцию для дома, но нет времени разбираться в особенностях работы солнечных батарей, смело обращайтесь к специалистам компании REENERGO, которые расскажут о нюансах, подберут оптимальный комплект оборудования, проконсультируют по вопросам обслуживания.

В каталоге интернет-магазина REENERGO представлен широкий выбор оборудования – солнечные панели, предохранители, защита для солнечных батарей и многое другое.

Добавить комментарий Отменить ответ

Добро пожаловать в блог

Вы попали в блог компании REENERGO. Здесь мы стараемся регулярно публиковать полезные и интересные новости и статьи из области альтернативной энергетики.

Какой срок службы у слонечных батарей и других комплектующих солнечных электростанций

Любая СЭС состоит из нескольких основных элементов оборудования, каждый из которых имеет свой срок службы. Он зависит от типа солнечных батарей, инвертора, контроллера и аккумуляторной батареи, а также условий их эксплуатации. Максимальной долговечностью отличаются наиболее дорогие модели. По этой причине покупка комплекта всегда связана с поиском оптимального соотношения цены и качества всех входящих в него комплектующих.

Срок службы солнечных панелей

На современном рынке представлен огромный ассортимент классических и тонкопленочных фотоэлектрических модулей. Для удобства ориентирования, независимо от типа, их разделяют на четыре класса (более подробно о особенностях каждого класса солнечных батарей мы писали тут).

1. «Grade A».

Высший класс качества. Отличительными чертами является полное отсутствие механических и структурных дефектов. Производители – компании из ТОП-20 широко известного мирового рейтинга Tier-1 от Bloomberg. Лучше всех прочих вариантов переносят неблагоприятные условия эксплуатации. Гарантированный срок службы таких солнечных батарей – 12-15 лет при сохранении 90% первоначального КПД и 25-30 лет – 80%.

2. «Grade В».

Незначительно уступает по качеству модулям высшей категории. Визуально определить различия практически невозможно, поэтому класс изделий можно перепроверить только по технической документации. Изготавливаются преимущественно на заводах Поднебесной. При отсутствии форс-мажорных условий использования способны прослужить те же 25 лет при потере не более 20% эффективности.

3. «Grade С».

Производители модулей такого класса – малоизвестные азиатские фирмы. Обходятся они на 25-30% дешевле, но характеризуются наличием заметных внешних дефектов. Теоретически сохраняют приемлемую производительность на протяжении 10-15 лет, но могут резко деградировать (о причине такого процесса писали тут) и раньше. Для надежной СЭС их покупка специалистами настоятельно не рекомендуется.

4. «Grade D».

Данный сегмент включает бывшую в употреблении продукцию, а также панели без классификации, предлагаемые «серым» и «черным» рынком. Предсказать оставшееся время их эффективной работы не представляется возможным.

Срок службы инверторов

Следующим обязательным элементом оборудования любой гелио станции является инвертор. Этот прибор выполняет преобразование постоянного тока от панелей в переменный 220 вольт, поступающий на потребляющие устройства.

Конструктивно инверторы для солнечных батарей отличаются друг от друга незначительно. Разница между моделями состоит преимущественно в функциональности и надежности. По этой причине срок службы инверторов премиального и бюджетного классов примерно одинаков и составляет 10-15 лет. Однако существуют инновационные разработки, позволяющие продлить время эксплуатации до 20 лет и более. В гарантийных обязательствах производителей обычно указывается 5-7 лет.

Значительно меньше данный элемент СЭС может прослужить только в результате преждевременного выхода из строя при форс-мажорных обстоятельствах.

Срок службы аккумуляторной батареи

В автономных и гибридных СЭС наличие АКБ обязательно, поскольку без накопителей система не сможет выдавать энергию круглосуточно. По технологическому исполнению и продолжительности эксплуатации аккумуляторы отличаются друг от друга больше любых других элементов СЭС.

В системах солнечного электроснабжения могут применяться АКБ следующих типов.

Классические свинцово-кислотные.
AGM
На основе гель наполнителей.
Li-On и технологически сходные на базе лития.

Срок службы аккумулятора солнечной батареи первого типа не превышает 3-4 года, второго 5-7 лет, третьего – до 12-15, четвертого – 20 лет и более.

Существенно отличаются перечисленные разновидности накопителей и по своим возможностям. Однако виду высокой стоимости наиболее эффективных моделей для каждого проекта выбирается АКБ, приобретение которой финансово целесообразно. Более подробно о том какие аккумуляторы лучше для солнечных электростанций мы уже писали в блоге.

Срок службы контроллеров заряда

Для всех СЭС, использующих промежуточные накопители энергии, необходимо устройство, контролирующее скорость и уровень их зарядки, а также разрядки. При отсутствии контроллера аккумуляторные батареи быстро выходят из строя, а время их эффективного использования кратно сокращается.

Данные устройства отличаются значительным разнообразием. Простейшие из них являются обычными прерывателями тока, а потому срок службы такого контроллера почти бесконечен.

Более сложные приборы используют ряд электронных компонент и время их эксплуатации гораздо короче. В основном на программируемые контроллеры производители устанавливают гарантию от 5 до 8 лет. Хотя встречаются экземпляры с 10 и даже 12-летним гарантийным сроком.

Как продлить срок службы солнечных батарей и других комплектующих

Существуют разные способы максимально удлинить эффективное время эксплуатации любой СЭС. О некоторых из них следует позаботиться заранее, еще до запуска станции. Остальные необходимо использовать на протяжении всего периода ее дальнейшего функционирования.

Долговечность солнечных панелей сильно преувеличена — они резко деградируют после 10 лет эксплуатации, выяснили учёные

Источник изображения: Pixabay

От чего зависит срок службы солнечных панелей

Использование солнечных лучей для получения энергии происходит уже свыше 100 лет. Когда Беккерель открыл фотоэлемент, генерируемый из фотонов, он подарил миру новый способ энергообеспечения. Сегодня многие страны используют солнечные батареи, но как можно рассчитать срок службы солнечных батарей? Сколько он составляет и как достичь максимального результата во время эксплуатации панели? Об этом далее.

солнечные батареи

Основная информация

Солнечная батарея — альтернативный источник питания жилого дома и коммерческого учреждения, обладающая простым обслуживанием, неиссякаемым энергетическим ресурсом, бесшумной системной работой и небольшим количеством занимаемой площади. В список преимуществ системы также входит продолжительный период работы.

Обычно солнечная батарея служит 30 лет, но продолжительность службы может снизиться по ряду причин. Фотогенератор начинает терять свою полезную емкость ежегодно. Когда его производительность снижается до 80 %, батарея становится негодной. На этом показателе она теряет мощность, а ее коэффициент полезного действия начинает резко снижаться, что делает использование батареи невозможным.

Внимание! Накопитель начинает стареть по циклам. Эффективность снижается от большой глубины разряда, тока заряда/разряда, экстремальной температуры при работе фотоэлемента.

Большинство производителей гарантирует, что система альтернативного энергообеспечения будет функционировать на протяжении 25–30 лет, а понижение интенсивности работы будет не выше 20 % по окончании эксплуатационного срока. Многими изготовителями предоставляется гарантия в 10 лет. Они говорят, что потеря эффективности будет составлять 10 %. Гарантия повреждений, полученных механическим образом, при этом дается ими в 5 лет.

солнечные батареи 2

Срок эксплуатации

Самый большой эксплуатационный опыт имеют кристаллические модули. Они стали выпускаться с 50-х годов двадцатого столетия по специальным эксплуатационным тестам. Солнечные элементы, которые используются в модулях, обладают неограниченным сроком службы. Они не деградируют по истечению нескольких лет работы. Однако модульная мощность падает с течением времени. Это происходит из-за постепенного разрушения этиленвинилацетатной пленки, которая используется для модульной герметизации и замутнения пленочной прослойки, которая располагается у стекла и солнечных элементов.

Задача модульного герметика заключается в защите компонентов устройства и внутренних электросоединений от негативного воздействия жидкости. Поскольку невозможно сделать полную защиту элементов от влаги, ультрафиолета и температурного перепада, герметик разрушается с течением времени. Влага, которая попала внутрь, выводится наружу в дневное время, когда модульная температура растет. Свет начинает разрушение герметизирующих компонентов, благодаря световому излучению, и они становятся менее эластичными, более податливыми на механический вид воздействий. С течением времени защита модуля ухудшается. Влага, которая попала внутрь модуля, приводит к коррозии электросоединений. Из-за этого увеличивается сопротивление в месте ржавчины, перегревается и разрушается контакт, уменьшается модульное напряжение на выходе.

Заключительным фактором, который уменьшает модульную выработку, считается постепенное снижение прочности пленки у стекла и элементов. Снижение заметить самостоятельно сложно, но оно ведет к тому, что эффективность работы модуля снижается за счет попадания меньшего количества света на ряд солнечных элементов.

солнечные батареи 3

Влияние температуры на работу

Жара понижает эффективность работы солнечной батареи. Под действием пекла работоспособность оборудования снижается на 10 %. Дело в том, что для эффективности работы генератора необходимо, чтобы на кремниевую панель попадали прямые солнечные лучи, но, если происходит чрезмерное нагревание, генератор обрабатывает меньшее количество фотонов. Фотоэлемент работает благодаря электрическим процессам, контролируемым термодинамическим законами. Когда повышается температура, мощность оборудования снижается. Во время нагревания модуля, который генерирует энергию, появляется сопротивление. Поток электронов увеличивается и напряжение понижается.

Чтобы оценить потерю эффективности, ученые даже разработали особый показатель и назвали его температурным коэффициентом фотоэлемента. Расчет осуществляется по 25 градусной температуре. Показатель мощности при повышении градуса снижается на 0.5 %. Чтобы предотвратить потерю мощности, необходимо:

обеспечить расстояние между батареями, чтобы воздух в достаточной мере циркулировал;
расположить станции в местах с достаточной продуваемостью;
установить батарею на теплопроводящую поверхность, снижающую температуру кремниевой панели.

От мощности будет зависеть срок службы солнечных панелей. Чем чаще устройство будет подвергаться действию критических климатических условий, тем быстрее испортится.

солнечные батареи 4

Что будет с батареей через 25 лет работы

Фотоэнергетика считается достаточно молодой отраслью. По существующим данным, работа солнечных батарей должна осуществляться более 25 лет. Первая в мире солнечная батарея работает уже 60 лет. Производители говорят, что максимальное ухудшение работы батарей возможно через 25 лет. Но, по реальным тестам с 1980-х годов, модули снизили свою мощность за 40 лет только на 10 %. Это значит, что оборудование может работать дольше. С большой вероятностью можно отметить, что устройства будут функционировать свыше 30 лет.

Кроме того, современное производство прогрессивно. Продающиеся сегодня источники альтернативного энергообеспечения считаются прочными, надежными и результативными приборами.

солнечные батареи 5

Что сделать, чтобы увеличить эксплуатационный срок

Для продления генерирования электроэнергии в батареях или панелях, нужно запомнить три правила:

Следует избегать повреждения устройства. Чем больше сколов будет иметь модуль, тем стремительнее он утратит эффективность. В негативном случае влага попадет в стекло и пленку, и эта ситуация приведет к короткому замыканию и ржавчине.
Необходимо регулярно обслуживать, чистить оборудование.
В плохих погодных условиях вокруг оборудования следует устанавливать ветрозащитную конструкцию. Чем хуже будут условия работы устройств, тем быстрее закончится их срок годности.

Обратите внимание! Также следует механически не нарушать целостность модульного герметика.

солнечные батареи 6

В результате, срок службы солнечных панелей или батарей равен 25–30 лет. Изготовители предоставляют официальные гарантии именно на такой показатель. Тем не менее, современные устройства могут служить меньше или дольше, в зависимости от климатических условий и правильности соблюдения условий работы. Эффективная работа оборудования прекращается, когда происходит утрата мощности на 20 %. Чтобы максимально увеличить срок годности панелей, следует выполнять приведенные выше рекомендации.