Как долговечны солнечные батареи

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.

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.

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.

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.

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.

Что сделать, чтобы увеличить эксплуатационный срок

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

1. 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.
2. Необходимо регулярно обслуживать, чистить оборудование.
3. 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.

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.

Видео по теме

Источник

Срок службы солнечных панелей

Приобретение и установка солнечных батарей – капиталовложение, которое окупается за определенный период времени. Хотя первоначальные затраты могут показаться большими, ежемесячная экономия на счетах за электроэнергию, независимость от централизованных источников энергии и налоговые льготы, безусловно, снижают общую стоимость системы солнечной энергии. Однако для этого должно пройти определенное время эффективной и безотказной работы.

Что влияет на долговечность солнечных панелей

У солнечных батарей есть ряд преимуществ и недостатков. Солнечные батареи долговечны, могут работать при экстремальных температурах и продолжать обеспечивать необходимым количеством энергии даже после многих лет эксплуатации. В первую очередь их долговечность связана с тем, что солнечные панели не имеют движущихся частей и редко ломаются, как правило, повреждаются только извне, например, из-за плохой установки или ненастной погоды. Поэтому срок службы солнечных панелей относится к их плюсам, делает установку таких конструкций привлекательной. Но есть много факторов, которые влияют на срок службы солнечных батарей – это влияние ультрафиолета, погодных условий (перепады температур, перегрев панелей), особенности установки, качество обслуживания. И если сами фотоэлементы практически не изнашиваются, повреждаться могут другие части конструкции. Например, к снижению эффективности может приводить помутнение прослойки между фотомодулем и защитным стеклом, разрушение пленки герметизации или задней поверхности модуля и пр.

Поэтому вопрос об ожидаемой продолжительности работы панелей возникает у владельцев гелиоустановок достаточно часто. Трудно оценить наперед свои вложения и стоимость солнечной батареи, если непонятно, как долго солнечные панели будут генерировать достаточное количество энергии. Для этого нужно изучить множество нюансов, связанных с их техническими параметрами, особенностями работы, условиями эксплуатации.

Каковы стандартные гарантии на солнечные панели

Гарантия на производительность (мощность) (от англ.performance warranty), предлагаемая большинством производителей, составляет 20–25 лет. Есть производители, которые обещают, что срок службы панелей (их эффективная производительность) составит 30 лет. То есть стандартная солнечная панель может служить достаточно долго. Но это вовсе не означает, что после этого периода времени солнечные панели прекратят производить электроэнергию. Это говорит лишь о том, что при надлежащей эксплуатации спустя 25–30 лет производство энергии несколько сократится, то есть снизится эффективность солнечной панели.

Большинство известных производителей солнечных батарей утверждают, что их панели будут выдавать не менее 80% их номинальной мощности в течение всего срока службы или гарантийного срока. Например, 300-ваттная солнечная панель мощностью 300 Вт должна быть способна вырабатывать минимум 240–250 Вт до окончания гарантии. Есть производители, которые предлагают 30-летнюю гарантию, утверждают, что их солнечные панели обеспечат эффективность 85–87% в течение гарантийного периода.

Кроме производительности, существует также гарантия на качество изготовления(оборудования) или гарантия на продукт (от англ. product warranty). Этот вид гарантии распространяется на различные типы производственных дефектов, производственный брак, например, на неисправную раму или сломанную распределительную коробку. В любом случае, гарантийные сроки, характерные для солнечных батарей, однозначно выше, чем для других устройств в отрасли энергетики, и составляют в среднем 10 – 11 лет. Это вполне достаточный срок для обращения в службу поддержки или даже замены тех или иных узлов конструкции.

Бывают гарантийные сроки и выше, например, известный американский бренд-производитель SunPower дает гарантию на свою продукцию от поломок до 25 лет.

Многие бренды-производители дают двойную, ступенчатую гарантию: максимальный процент мощности 90–95% в первые 10–12 лет, и чуть меньшую производительность 80–82% в последующие 15–20 лет работы солнечной панели. Но самый распространенный сегодня вариант – плавное, постепенное снижение производительности оборудования с течением времени, выражающееся прямолинейной зависимостью.

Что нужно знать о сроке службы солнечных панелей – выводы

• Чем дольше проработает солнечная панель, тем больше электроэнергии она сможет сгенерировать и, соответственно, больше окупится, а каждый выработанный ею кВт-час обойдется дешевле. Поэтому долговечность гелиосистемы является важным фактором экономичности в этой отрасли.
• Срок службы солнечных панелей обычно составляет от 25 до 30 лет.
• В течение срока службы панели медленно, но деградируют, то есть постепенно начинают генерировать все меньше и меньше электроэнергии.
• Разные солнечные панели имеют разный срок службы. Большое значение здесь имеет бренд-производитель, качественные комплектующие и оборудование для гелиосистемы, класс и тип панели.
• Внешне фотомодули могут быть похожи, но существенно отличаться по характеристикам. Это влияет на их срок службы и, соответственно, на окупаемость всей системы. Например, наименьшему износу подвержены батареи класса A, ячейки же из монокристаллического кремния более долговечны, чем из поликристаллического. Другой пример. В обычных условиях кристаллические панели могут выдерживать экстремальные температуры и холода в течение более чем 20 лет. При аналогичных условиях срок эксплуатации тонкопленочных панелей примерно в 3–4 раза ниже.

Производители понимают, насколько важен срок службы солнечных батарей. Поэтому ответственные бренды постоянно работают над повышением этого показателя, используя новые технологии. К примеру, известный немецкий производитель фотоэлектрических систем Solarwatt (Германия) предлагает сегодня уникальный вариант – гарантию 30 лет не только на мощность (до 87,5%), но и на продукт (производственная гарантия).

Поскольку гелиоэнергетика развивается во всем мире все активнее, вполне вероятно, что вскоре и 30-летняя гарантия станет стандартом для большинства компаний-производителей. Если это произойдет, то стоимость ее производства снизится, по мнению экспертов, примерно на 10% для объекта. Для потребителей это, конечно, приятные перспективы, над которыми сегодня работают производители и ученые.

Будьте уверены, что ваши солнечные батареи обязательно компенсируют затраты и покроют потребление электроэнергии в течение десятилетий, но при этом важно понимать темпы их деградации.

Мы продолжим тему продолжительности срока эффективной эксплуатации солнечных батарей в следующих публикациях и расскажем о том, что такое деградация солнечных панелей, все ли панели ей подвержены, почему это происходит и возможно ли минимизировать ее последствия. Рассмотрим и не менее важную тему – как продлить срок службы солнечных батарей и ухаживать за системой, чтобы она давала максимальную отдачу, а значит, экономила ваши деньги.

Источник

Солнечные батареи это выгодно? Развенчиваем мифы.

На сегодняшний день солнечные электростанции продуцируют около 1% от общей суммы вырабатываемой электроэнергии во всем мире.Все больше людей, сегодня задумываются о том, чтобы, по возможности, сделать свой дом самодостаточным, во всех смыслах этого слова, в том числе и в энергетическом.

Понятие, «солнечная батарея», как оказывается, не совсем подходящее к тому образу, который возникает у нас в голове, когда мы слышим это название. Ведь солнечной батареей можно назвать, к примеру, коллектор, в котором теплоноситель нагревается солнечными лучами и подается в дом. Почему бы и нет?:) Устройство, которое вырабатывает электрический ток путем преобразования светового потока в постоянный электрический ток, правильней всего было бы называть — солнечный фотоэлектрический модуль. Хотя, справедливости ради, нужно заметить, что и солнечные коллекторы и солнечные батареи являются объектом исследования одной научной отрасли — гелиоэнергетики.

Простому потребителю, нужно понимать, что из себя представляет энергетическая установка преобразующая энергию солнца в электрическую энергию. Нужно понимать, что производимая солнечными элементами электрическая энергия должна где-то аккумулироваться, распределятся, инвертироваться, выдаваться, контролироваться ну и т.д.

Минусы.

— Сами панели занимают много места .

— Для аккумуляторных батарей нужно отдельное помещение с необходимым температурным режимом, вентиляцией и т.п. Ну, или оборудованный бокс, с соблюдением всех норм пожарной безопасности.

— Солнечную энергетическую установку тоже нужно обслуживать , — это только кажется, что все, как бы, само по себе работает. Сами панели нужно поддерживать в чистоте, а следовательно, нужно обеспечить к ним доступ. Нужно постоянно следить за уровнем заряда аккумуляторов.

— Денег на полноценное обеспечение дома «солнечной энергией» нужно много и сразу.

— Не окупятся. Просто примите это как факт:)

— Технику с большой мощностью потребления использовать будет проблематично.

— Летом панели сильно греются , что, почти в двое снижает их производительность.

— Потенциальная экологическая опасность . Необходимость в правильной утилизации.

— КПД солнечных панелей, со временем, снижается.

— Работают только когда есть солнце. Учитывайте также и то, что заявленные производителем мощности будут только при идеальных погодных условиях. Реальность показывает, что они всегда ниже заявленных.

— Максимальный КПД достигается только если выдерживается прямой угол падения солнечных лучей на панель , а это можно осуществить только с помощью дополнительной, так называемой, системы слежения за положением солнца. Это, как вы понимаете, дополнительные затраты и неизбежные поломки, ибо механика!

Источник