Покривните слънчеви панели често се закупуват посредством дългосрочни заеми или лизингови договори, нерядко за по 20 или повече години. Но колко дълго издържат панелите, колко е техният живот?
Животът на фотоволтаичния панел зависи от няколко фактора, включително климат, тип модул и използвана система за съхранение, ако има такава. Въпреки че няма конкретна „крайна дата“ за самия панел, загубата на производителност с течение на времето става осезаема и така някой ден настъпва моментът за извеждане на оборудването от употреба.
Наблюдението на нивата на производителността е най-добрият начин да се вземе информирано решение.
Деградация
Загубата на произовдителност с течение на времето, наречена деградация, обикновено е около 0,5% годишно, според Националната лаборатория за възобновяема енергия (NREL) на САЩ.
Производителите обикновено считат, че от гледна точка на деградацията времето за подмяна настъпва след около 25 до 30 години. Тогава вече може да се мисли за нов панел. Индустриалният стандарт за производствени гаранции е 25 години за PV слънчев модул.
Като се има предвид годишният процент на деградация от 0,5%, то значи един 20-годишен панел е способен да произвежда около 90% от първоначалния си капацитет. Това съвсем не е малко (и не случайно има добър вторичен пазар за PV панели).
Качеството на панела може да окаже известно влияние върху степента на деградация. NREL съобщава, че първокласните модели деградират с по около 0,3% годишно, докато други марки се увреждат с по 0,8% на година. След 25 години тези първокласни панели все още имат 93% от първоначалния си капацитет, а по-слабите спадат докъм 82,5%.
Значителна част от деградацията се дължи на феномен, наречен „потенциално индуцирана деградация“ (PID) – проблем, с който се сблъскват някои (но не всички) панели. Все повече производители се стремят да изграждат своите панели с PID-устойчиви материали. Освен това всички панели страдат и от друго – „светлинно индуцирана деградация“ (LID), при което панелите губят ефективност в рамките на първите часове след излагане на слънце. LID варира от панел до панел в зависимост от качеството на кристалните силициеви пластини, но обикновено води до еднократна загуба на ефективност от 1-3%.
Атмосферни условия
Влиянието на атмосферните условия е основният фактор за деградацията на панела. Топлината е ключов сред тях – тя е важна както за производителността на панела в реално време, така и за деградацията с течение на времето. Околната топлина влияе отрицателно върху производителността и ефективността на електрическите компоненти.
Чрез проверка на информационния лист на производителя може да се намери температурният коефициент на панела, който демонстрира способността му да работи при по-високи температури.
Коефициентът обяснява колко ефективност в реално време се губи с всеки градус Целзий, повишен над стандартната температура от 25 градуса Целзий. Например, температурен коефициент от -0,353% означава, че за всеки градус Целзий над 25 се губи 0,353% от общия производствен капацитет.
Топлообменът води до деградация на панела чрез процес, наречен термичен цикъл. Когато е топло, материалите се разширяват, а когато температурата се понижи, те се свиват. Това постоянно свиване и раздуване бавно води до образуване на микропукнатини в панела с течение на времето, намалявайки производителността.
Скорошните проучвания относно деградацията и топлината сочат, че средната годишна деградация на проектите е 1,47%, но панелите, разположени в по-студени, планински райони, деградират с почти половината от тази „скорост“, а именно с 0,7%.
Правилната инсталация може да помогне за справяне с проблеми, свързани с топлината. Панелите трябва да се монтират на няколко сантиметра над покрива, така че въздух да може да преминава свободно и да охлажда оборудването. При изграждането на панелите могат да се използват светли материали, за да се ограничи поглъщането на топлина. А компоненти като инвертори и комбинатори, чиято работа е особено чувствителна към топлина, трябва да се разполагат на сенчести места.
Вятърът е друг метеорологичен фактор, който може да причини известни щети на слънчевите панели. Силният вятър може да доведе до огъване на панелите, наречено динамично механично натоварване. Това също причинява микропукнатини в панелите, намалявайки производителността. Някои инсталационни конструкции са оптимизирани за райони с висок вятър, предпазвайки панелите от силните въздействия на повдигане и ограничавайки микропукнатините. Обикновено информационният лист на производителя предоставя информация за максималните ветрове, на които панелът може да издържи.
Същото важи и за снега, който може да покрие панелите по време на по-силни бури, ограничавайки производителността. Снегът може също да доведе до динамично механично натоварване, което отново накърнява качеството на панелите. Обикновено снегът се плъзга от панелите, тъй като те са хлъзгави и се затоплят, но в някои случаи собственикът на покрива може да реши да почисти снега от панелите. Това трябва да се прави внимателно, тъй като надраскването на стъклената повърхност на панела би оказало отрицателно въздействие върху производителността.
Деградацията на панелите е нормална, неизбежна част от живота им. Правилният монтаж, внимателното почистване на снега и на праха могат да помогнат за постигане на добър резултат, но в крайна сметка слънчевият панел е технология без движещи се части, изискваща много малко поддръжка.
Стандарти
За да се гарантира, че даден панел ще издържи дълго и ще работи по план, той трябва да премине през стандартни тестове за сертифициране. Панелите подлежат на тестове на Международната електротехническа комисия (IEC), които се отнасят както за моно-, така и за поликристални панели.
Панелите, които отговарят на стандарта IEC 61215, се тестват за електрически характеристики като токове на утечка при мокро състояние и съпротивление на изолацията. Те преминават през механично натоварване както за вятър, така и за сняг, а също и климатични тестове, които проверяват за горещи точки, влияние на UV лъчи, замръзване, удари от градушка и други външни условия. IEC 61215 също така определя показателите за производителност на панела при стандартни условия на тестване, включително температурен коефициент, напрежение на отворена верига и максимална изходна мощност.
Често срещан в спецификацията на панела е и печатът на Underwriters Laboratories (UL), която също предоставя стандарти и тестове. UL провежда климатични тестове и такива за стареене, както и пълния набор от тестове за безопасност.
Появи на повреди
Повредите на слънчевите панели обичайно не са често явление. NREL е провела проучване на над 50 000 системи, инсталирани в Съединените щати, и 4500 в световен мащаб, в периода между 2000 и 2015 г. Проучването говори за среден процент на повреди от 5 панела от 10 000 годишно.
Непланираните периоди на неработене на PV системите рядко се дължат на повреда на панел. Всъщност, проучване на kWh Analytics установи, че 80% от всички прекъсвания на работата на слънчевите централи са резултат от отказ на инвертор (устройството, което преобразува постоянния ток на панела в използваем променлив ток).
