Efektywność energetyczna paneli słonecznych i degradacja w czasie

Wydajność i żywotność paneli są kluczowymi czynnikami kształtującymi zrównoważony rozwój w branży solarnej. Zrozumienie równowagi między wykorzystaniem światła słonecznego do optymalnej konwersji energii a nieuniknioną degradacją jest niezbędne. Dzisiaj poznajmy wydajność paneli słonecznych i dowiedzmy się, dlaczego z czasem ulega degradacji.

Efektywność energetyczna paneli słonecznych i degradacja w czasie

Proces przekształcania światła słonecznego w energię elektryczną w odniesieniu do możliwości fotowoltaiki słonecznej nazywa się efektywnością energetyczną paneli słonecznych. Jest ona określana przez ilość energii wytworzonej na jednostkę powierzchni. A większa produkcja energii z określonej powierzchni oznacza większą wydajność, podczas gdy niższa produkcja energii oznacza niższą prognozowaną efektywność.

Jednak po pewnym czasie wydajność paneli słonecznych spada, co stopniowo skraca ich żywotność.

 Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej wspomina, że szybkość degradacji wynosi około 0.5% do 0.8% rocznie ale różni się w zależności od modelu, marki i rodzaju paneli.

Czynniki wpływające na degradację modułów fotowoltaicznych paneli słonecznych

1. Degradacja spowodowana indukcją światła: Zjawisko to dotyczy paneli słonecznych, w których wydajność jest tymczasowo zmniejszona przy pierwotnym narażeniu na światło słoneczne. Jest to spowodowane ruchem boru i tlenu w ogniwach krzemowych.

2. Degradacja spowodowana indukcją potencjału: Proces, w którym ogniwa fotowoltaiczne powstają w wyniku przepływu prądu między ogniwami i innymi komponentami, powodując utratę wydajności.

3. Degradacja związana ze starzeniem się: Moduły fotowoltaiczne po latach eksploatacji tracą swoją wydajność na skutek czynników środowiskowych i naprężeń termicznych.

4. Uszkodzenie tylnej ścianki: W przypadku modułu fotowoltaicznego tylna warstwa pełni funkcję tylnej warstwy ochronnej i jest wykonana z polimeru polifluorku winylu. Gdy ulegnie on przebarwieniu, powstanie pęcherzyków lub rozwarstwienie doprowadzi do degradacji.

Zobacz także: 10 sposobów na ochronę paneli słonecznych przed gradem

Kalkulator wydajności panelu słonecznego

Do obliczenia sprawności stosuje się następujący wzór 

Sprawność słoneczna w procentach (%) = ((Maksymalna moc/powierzchnia)/(1000)) * 100%

• Maksymalna moc to najwyższa ilość energii wyjściowej panelu, podawana w watach (W).
• Powierzchnia oznacza powierzchnię panelu słonecznego, wyrażoną w metrach kwadratowych (sq.m.).

Przykładowo, maksymalna moc panelu wynosi 200W, a jego powierzchnia wynosi 1 mXNUMX.

Zatem korzystając ze wzoru na efektywność energetyczną paneli słonecznych, mamy:

Wydajność (%) = ((200/1)/1000)*100% = 20%

Maksymalna wydajność ogniwa słonecznego

Narodowe Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL) podaje w swoich badaniach, że najwyższy wskaźnik efektywności występuje 39.5%  dla ogniwa słonecznego z potrójnym złączem.

Jednakże najwyższą odnotowaną wydajność ogniw słonecznych odnotowano 47.1% w przypadku ogniw słonecznych z koncentratorem wielozłączowym.

Uwaga: Ten niezwykły rekord został ustanowiony w warunkach laboratoryjnych, przy wykorzystaniu silnie skoncentrowanego światła.

Dlaczego wydajność paneli słonecznych jest niska?

Oto kilka najczęstszych przyczyn niskiej wydajności paneli słonecznych:

1. Wpływ lokalizacji: Jeśli panele słoneczne zostaną umieszczone w regionach o mniejszym nasłonecznieniu lub w miejscach często zachmurzonych, światło będzie miało wpływ na wydajność.

2. Wady produkcyjne: Dokonując zakupu, zainwestuj w panele o wysokiej wytrzymałości, aby zapewnić im długotrwałą trwałość; panele źle wykonane z czasem ulegają degradacji.

3. Problemy z falownikiem: Falownik również wpływa na jego funkcje i może powodować zmniejszenie mocy wyjściowej.

4. Konserwacja:  Ponieważ panele są przechowywane na otwartej powierzchni, gromadzi się kurz, ptasie odchody lub zanieczyszczenia, co powoduje blokowanie światła słonecznego. Częste czyszczenie paneli jest niezbędne, aby zapewnić maksymalną wydajność.

5. Marnotrawstwo techniczne: Straty mocy w okablowaniu, połączeniach i podzespołach elektrycznych systemu zasilania słonecznego mogą przyczynić się do obniżenia wydajności.

6. Kąt ustawienia: Jest to ważne dla konfiguracji systemu paneli. Nieutrzymanie optymalnego kąta lub niewłaściwej orientacji zmniejszy szanse na zwrócenie się w stronę światła słonecznego, co zmniejsza wydajność.

Możesz również sprawdzić Sposoby zwiększenia wydajności panelu.

Krzywa degradacji paneli słonecznych

Poniżej wykres pokazuje degradację wydajności paneli słonecznych w czasie, co pomaga nam zrozumieć ich długoterminową wydajność.

Wykres kosztów paneli słonecznych w czasie

Od momentu pojawienia się paneli słonecznych ich koszt spada, co czyni je opłacalnym naturalnym źródłem energii dla ludzkości

Poniższe ogólne trendy opisują zmiany w Koszty paneli w czasie.

1. Koszty otwarcia (1975 – 1990): Na początku technologia paneli słonecznych była nowa i droga. Sama produkcja kosztowała więcej i osiągnięcie wydajności zajęło trochę czasu.

2. Szybki spadek kosztów (1990-2000): Wraz z rozwojem technologii, produkcja również się poprawiła, a rządowe zachęty również szły ręka w rękę. W tym okresie nastąpił stopniowy spadek kosztów.

3. Dalszy spadek kosztów (2000-2010): Wraz ze wzrostem popytu wzrosła konkurencja między producentami, w efekcie czego ich liczba wzrosła, co doprowadziło do spadku cen.

4. Większa przystępność cenowa (lata 2010–2020): Parytet sieciowy, w którym koszt energii słonecznej jest równy lub niższy od kosztu konwencjonalnej energii elektrycznej z sieci; sprawia, że ​​jest ona dostępna zarówno dla projektów mieszkaniowych, jak i komercyjnych.

To wykres, który umożliwia wizualizację trendów kosztów na przestrzeni lat.

Odsyłacz: Analiza kosztów produkcji paneli słonecznych

Czy gwarancje na panele słoneczne uwzględniają utratę wydajności?

Tak, producenci udzielają gwarancji, które ułatwiają panelom zachowanie co najmniej 97.5% wydajności po roku i około 85% po 25 latach. Jednak spadek wydajności jest różny dla każdej marki solarnej.

Podsumowując, stopniowy spadek wydajności lub degradacja wpływają na długoterminową wydajność paneli słonecznych. Zależy to od procesów produkcyjnych; jednak standardy branżowe często obejmują gwarancje degradacji, które określają oczekiwaną utratę wydajności w ciągu określonej liczby lat. Aby uzyskać dostęp do bardziej pouczających treści, czytaj dalej nasze wpisy na blogu.

Polecamy: Kompletny przewodnik po osłonie przeciwśniegowej paneli słonecznych