Solpaneler för bostäder säljs ofta med långfristiga lån eller leasingavtal, där husägare ingår kontrakt på 20 år eller mer. Men hur länge håller panelerna och hur tåliga är de?
Panelens livslängd beror på flera faktorer, inklusive klimat, modultyp och vilket hyllsystem som används, bland annat. Även om det inte finns ett specifikt "slutdatum" för en panel i sig, tvingar produktionsbortfall över tiden ofta utrustningspensioneringar.
När du bestämmer dig för om du ska hålla din panel igång 20-30 år i framtiden, eller leta efter en uppgradering vid den tidpunkten, är övervakning av uteffektnivåer det bästa sättet att fatta ett välgrundat beslut.
Degradering
Förlusten av produktion över tid, kallad försämring, landar vanligtvis på cirka 0,5 % varje år, enligt National Renewable Energy Laboratory (NREL).
Tillverkare anser vanligtvis att 25 till 30 år är en punkt då tillräckligt med nedbrytning har inträffat där det kan vara dags att överväga att byta ut en panel. Branschstandarden för tillverkningsgarantier är 25 år på en solcellsmodul, sa NREL.
Med tanke på den årliga nedbrytningshastigheten på 0,5 %, kan en 20 år gammal panel producera cirka 90 % av sin ursprungliga kapacitet.
Panelkvalitet kan ha viss inverkan på nedbrytningshastigheten. NREL rapporterar att premiumtillverkare som Panasonic och LG har priser på cirka 0,3 % per år, medan vissa märken försämras i takter så höga som 0,80 %. Efter 25 år kunde dessa premiumpaneler fortfarande producera 93 % av sin ursprungliga produktion, och exemplet med högre nedbrytning skulle kunna producera 82,5 %.
(Läs: "Forskare bedömer nedbrytning i PV-system äldre än 15 år“)
En betydande del av nedbrytningen tillskrivs ett fenomen som kallas potentiell inducerad nedbrytning (PID), ett problem som upplevs av vissa, men inte alla, paneler. PID uppstår när panelens spänningspotential och läckström driver jonmobilitet i modulen mellan halvledarmaterialet och andra element i modulen, som glaset, fästet eller ramen. Detta gör att modulens effektkapacitet minskar, i vissa fall avsevärt.
Vissa tillverkare bygger sina paneler med PID-resistenta material i sina glas-, inkapslings- och diffusionsbarriärer.
Alla paneler lider också av något som kallas ljusinducerad nedbrytning (LID), där paneler tappar effektivitet inom de första timmarna efter att ha exponerats för solen. LID varierar från panel till panel baserat på kvaliteten på de kristallina kiselskivorna, men resulterar vanligtvis i en engångsförlust på 1-3 % i effektivitet, säger testlaboratoriet PVEL, PV Evolution Labs.
Förvittring
Exponeringen för väderförhållanden är den främsta orsaken till panelförsämring. Värme är en nyckelfaktor för både panelprestanda i realtid och försämring över tid. Omgivningsvärme påverkar elektriska komponenters prestanda och effektivitet negativt,enligt NREL.
Genom att kontrollera tillverkarens datablad kan en panels temperaturkoefficient hittas, vilket visar panelens förmåga att prestera i högre temperaturer.
Koefficienten förklarar hur mycket verkningsgrad i realtid som går förlorad för varje grad av Celsius som höjs över standardtemperaturen på 25 grader Celsius. Till exempel innebär en temperaturkoefficient på -0,353 % att för varje grad Celsius över 25, går 0,353 % av den totala produktionskapaciteten förlorad.
Värmeväxling driver panelnedbrytning genom en process som kallas termisk cykling. När det är varmt expanderar material och när temperaturen sjunker drar de ihop sig. Denna rörelse orsakar långsamt att det bildas mikrosprickor i panelen med tiden, vilket minskar uteffekten.
I sin årligaModul Score Card studiePVEL analyserade 36 operativa solenergiprojekt i Indien och fann betydande effekter från värmeförsämring. Den genomsnittliga årliga försämringen av projekten landade på 1,47 %, men arrayer belägna i kallare, bergiga regioner försämrades med nästan hälften så mycket, med 0,7 %.
Korrekt installation kan hjälpa till att hantera värmerelaterade problem. Paneler bör installeras några tum ovanför taket, så att konvektiv luft kan strömma under och kyla utrustningen. Ljusa material kan användas i panelkonstruktioner för att begränsa värmeabsorptionen. Och komponenter som växelriktare och kombinerare, vars prestanda är särskilt känslig för värme, bör placeras i skuggade områden,föreslog CED Greentech.
Vind är en annan väderlek som kan orsaka viss skada på solpaneler. Stark vind kan orsaka böjning av panelerna, kallad dynamisk mekanisk belastning. Detta orsakar också mikrosprickor i panelerna, vilket minskar effekten. Vissa inredningslösningar är optimerade för områden med stark vind, skyddar panelerna från starka lyftkrafter och begränsar mikrosprickbildning. Vanligtvis kommer tillverkarens datablad att ge information om de maximala vindarna som panelen kan motstå.
Detsamma gäller snö, som kan täcka paneler under kraftigare stormar, vilket begränsar produktionen. Snö kan också orsaka en dynamisk mekanisk belastning som försämrar panelerna. Vanligtvis kommer snö att glida av panelerna eftersom de är hala och blir varma, men i vissa fall kan en husägare besluta sig för att rensa bort snön från panelerna. Detta måste göras försiktigt, eftersom att repa glasytan på panelen skulle ha en negativ inverkan på produktionen.
(Läs: "Tips för att hålla ditt taksolsystem surrande på lång sikt“)
Nedbrytning är en normal, oundviklig del av en panels liv. Korrekt installation, noggrann snöröjning och noggrann panelrengöring kan hjälpa till med produktionen, men i slutändan är en solpanel en teknik utan rörliga delar, som kräver mycket lite underhåll.
Standarder
För att säkerställa att en given panel sannolikt kommer att leva ett långt liv och fungera som planerat, måste den genomgå standardtestning för certifiering. Paneler är föremål för tester från International Electrotechnical Commission (IEC), som gäller både mono- och polykristallina paneler.
sa EnergySagepaneler som uppfyller IEC 61215-standarden testas för elektriska egenskaper som våta läckströmmar och isolationsresistans. De genomgår ett mekaniskt belastningstest för både vind och snö, och klimattester som kontrollerar svagheter för varma punkter, UV-exponering, fukt-frysning, fuktig värme, hagelpåverkan och annan utomhusexponering.
IEC 61215 bestämmer också en panels prestandamått vid standardtestförhållanden, inklusive temperaturkoefficient, öppen kretsspänning och maximal uteffekt.
Vanligtvis ses också på ett panelspecifikationsblad är sigillen från Underwriters Laboratories (UL), som också tillhandahåller standarder och tester. UL kör klimat- och åldringstester, såväl som hela skalan av säkerhetstester.
Misslyckanden
Fel på solpaneler sker i låg takt. NRELgenomfört en studieav över 50 000 system installerade i USA och 4 500 globalt mellan åren 2000 och 2015. Studien fann en medianfelfrekvens på 5 paneler av 10 000 årligen.
Panelfel har förbättrats markant över tiden, eftersom det visade sig att system installerade mellan 1980 och 2000 visade en felfrekvens som var dubbelt så stor som gruppen efter 2000.
(Läs: "Toppmärken för solpaneler inom prestanda, tillförlitlighet och kvalitet“)
Systemavbrott hänförs sällan till panelfel. Faktum är att en studie av kWh Analytics fann att 80 % av all stilleståndstid för solenergianläggningar är ett resultat av felaktiga växelriktare, enheten som omvandlar panelens likström till användbar AC. pv magazine kommer att analysera inverterns prestanda i nästa del av denna serie.
Posttid: 2024-jun-19