Энергоэффективность солнечных панелей и ухудшение их характеристик с течением времени

Эффективность и долговечность панелей являются критическими факторами, определяющими устойчивость солнечной энергетики. Понимание баланса между использованием солнечного света для оптимального преобразования энергии и неизбежной деградацией имеет важное значение. Сегодня давайте выясним эффективность солнечных панелей и то, почему она деградирует со временем.

Энергоэффективность солнечных панелей и ухудшение их характеристик с течением времени

Процесс преобразования солнечного света в электрическую энергию с учетом возможностей солнечной фотовольтаики называется энергоэффективностью солнечной панели. Она определяется количеством энергии, произведенной на единицу площади поверхности. более высокий выход энергии с удельной площади поверхности указывает на большую эффективность, в то время как более низкая выработка энергии подразумевает более низкую прогнозируемую эффективность.

Однако со временем эффективность солнечных панелей снижается, что постепенно сокращает срок их службы.

 Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии упоминает, что Скорость деградации составляет около 0.5% - 0.8% в год. но варьируется в зависимости от модели, марки и типа панелей.

Факторы, влияющие на деградацию фотоэлектрических модулей солнечной панели

1. Деградация из-за световой индукции: Это явление влияет на солнечные панели, в которых эффективность временно снижается при первичном воздействии солнечного света. Это происходит из-за движения бора и кислорода внутри кремниевых ячеек.

2. Деградация из-за потенциальной индукции: Процесс, при котором в солнечных панелях возникает ток, возникающий между ячейками и другими компонентами, приводит к потере производительности.

3. Деградация, связанная со старением: Фотоэлектрические модули после многих лет эксплуатации теряют свои характеристики из-за воздействия факторов окружающей среды и термических напряжений.

4. Неисправность нижнего слоя: Для фотоэлектрического модуля задний лист действует как задний защитный слой и состоит из полимерного материала поливинилфторид. Если он обесцвечивается, образование пузырьков расслоения может привести к деградации.

Также см: 10 способов защитить солнечные панели от града

Калькулятор эффективности солнечных панелей

Для расчета эффективности используется следующая формула: 

Эффективность солнечной энергии в процентах (%) = ((Максимальная мощность/Площадь)/(1000)) * 100%

• Максимальная мощность — это наибольшее количество энергии, вырабатываемой панелью, измеряемое в ваттах (Вт).
• Площадь означает площадь поверхности солнечной панели, которая указывается в квадратных метрах (кв.м.).

Например, максимальная мощность панели составляет 200 Вт, а площадь — 1 кв. м.

Итак, используя формулу энергоэффективности солнечной панели, имеем:

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

Максимальная эффективность солнечной батареи

Национальная лаборатория возобновляемой энергии (NREL) в своих исследованиях отмечает, что наивысший уровень эффективности 39.5%  для солнечного элемента с тройным переходом.

Однако самая высокая зафиксированная эффективность солнечных элементов составляет 47.1% для многопереходных концентраторных солнечных элементов.

Примечание: Этот замечательный рекорд был установлен в лабораторных условиях с использованием высококонцентрированного света.

Почему эффективность солнечных панелей низкая?

Вот некоторые распространенные причины, по которым прогнозируется низкая эффективность солнечных панелей:

1. Влияние местоположения: Если солнечные панели размещаются в регионах с недостаточным количеством солнечного света или в местах с частой облачностью, свет будет влиять на эффективность.

2. Производственные дефекты: При покупке отдавайте предпочтение высококачественным панелям, которые прослужат долго; некачественно изготовленные панели со временем подвержены деградации.

3. Проблемы с инвертором: Инвертор также влияет на его функции и может привести к снижению выходной мощности.

4. Техническое обслуживание:  Поскольку панели хранятся на открытой поверхности, накапливается пыль, птичий помет или мусор, что приводит к блокировке солнечного света. Очень частая очистка панелей имеет важное значение для обеспечения максимальной производительности.

5. Технические отходы: Потери мощности в проводке, соединениях и электрических компонентах солнечной энергосистемы могут способствовать снижению эффективности.

6. Угол установки: Это важно для настройки системы панелей. Несоблюдение оптимального угла или неправильная ориентация уменьшат вероятность попадания солнечного света, что снижает эффективность.

Вы также можете проверить Способы повышения эффективности панели.

Кривая деградации солнечной панели

Ниже график показывает снижение эффективности солнечных панелей с течением времени, что помогает нам понять их долгосрочную эффективность.

График изменения стоимости солнечных панелей с течением времени

С момента своего появления стоимость солнечных панелей имеет тенденцию к снижению, что делает их экономически эффективным природным источником энергии для человечества.

Следующие общие тенденции описывают изменения в Стоимость панели со временем.

1. Начальные расходы (1975 – 1990): В первые дни технология солнечных панелей была новой и дорогой. Само производство обходилось дороже, и требовалось время, чтобы достичь эффективности.

2. Быстрое падение цен (1990-2000): По мере совершенствования технологий производство также совершенствовалось, а государственные стимулы также шли рука об руку. В этот период наблюдается постепенное снижение издержек.

3. Дальнейшее снижение затрат (2000-2010): По мере роста спроса усилилась конкуренция среди производителей, поэтому их стало много, что привело к падению цен.

4. Повышение доступности (2010-е–2020-е годы): Сетевой паритет, при котором стоимость солнечной электроэнергии равна или становится ниже стоимости электроэнергии из обычной сети; делает ее доступной как для жилых, так и для коммерческих проектов.

Это график, на котором вы можете наглядно увидеть тенденции расходов за прошедшие годы.

Перекрестная ссылка: Анализ затрат на производство солнечных батарей

Учитывают ли гарантии на солнечные панели потерю эффективности?

Да, производители дают гарантии, которые позволяют панелям сохранять эффективность не менее 97.5% через год и 85% примерно через 25 лет. Однако падение эффективности отличается для каждого бренда солнечных панелей.

Подводя итог, постепенное снижение эффективности или деградация влияет на долгосрочную производительность солнечных панелей. Это зависит от производственных процессов; однако отраслевые стандарты часто включают гарантии деградации, которые указывают ожидаемую потерю эффективности в течение определенного количества лет. Чтобы получить доступ к большему количеству такого информативного контента, продолжайте читать наши записи в блоге.

Рекомендуется: Полное руководство по защите от снега на солнечных панелях