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 солнечных фотоэлектрических элементов называется энергоэффективностью солнечной панели. Она определяется количеством энергии, производимой на единицу площади поверхности. Более высокая выработка энергии на единицу площади поверхности указывает на большую эффективность, а более низкая выработка энергии подразумевает меньшую прогнозируемую эффективность.

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

Национальная лаборатория возобновляемой энергии указывает, что скорость деградации составляет примерно от 0.5% до 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 светового воздействия: это явление затрагивает солнечные панели, в которых эффективность временно снижается при первом воздействии солнечного света. Это происходит из-за движения бора и кислорода внутри кремниевых ячеек.

2. Деградация вследствие индукции потенциала: процесс, при котором фотоэлектрические элементы солнечных панелей подвергаются воздействию тока, протекающего между ячейками и другими компонентами, что приводит к снижению их производительности.

3. Деградация, связанная со старением: фотоэлектрические модули после нескольких лет эксплуатации теряют свои характеристики из-за воздействия окружающей среды и термических нагрузок.

4. Разрушение задней панели: В фотоэлектрических модулях задняя панель служит защитным слоем и изготовлена ​​из поливинилфторидного полимерного материала. При изменении цвета задней панели образуются пузырьки или происходит расслоение, что приводит к деградации.

См. также: 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 Министерства энергетики США (NREL) в своих исследованиях указывает, что максимальная эффективность трехслойной солнечной батареи составляет 39.5% .

Однако наивысшая зарегистрированная эффективность солнечных элементов составляет 47.1%, что характерно для многопереходных концентрирующих солнечных элементов.

Примечание: Этот выдающийся 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 выбирайте панели высокого качества для обеспечения долговечности; панели низкого качества подвержены деградации со временем.

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

4. Техническое обслуживание: Поскольку панели находятся на открытой поверхности, на них скапливается пыль, птичий помет или мусор, что приводит к блокировке солнечного света. Для обеспечения максимальной производительности необходимо очень часто чистить панели.

5. Технические потери: Потери мощности в проводке, соединениях и электрических компонентах солнечной энергетической системы могут способствовать снижению эффективности.

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

Вы также можете ознакомиться со способами повышения эффективности работы панели.

Кривая деградации солнечной панели

Приведенный ниже график показывает снижение эффективности солнечных панелей с течением времени, что помогает нам понять их долгосрочную производительность.

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 стоимости панелей с течением времени.

1. Начальные затраты (1975–1990): На начальном этапе технология солнечных панелей была новой и дорогой. Само производство обходилось дороже, и для достижения эффективности требовалось время.

2. Быстрое падение издержек (1990-2000): По мере совершенствования технологий улучшалось и производство, а государственные стимулы также способствовали этому. В этот период наблюдалось постепенное снижение издержек.

3. Дальнейшее снижение издержек (2000-2010): По мере роста спроса усиливалась конкуренция между производителями, в результате чего их стало много, что привело к снижению цен.

4. Повышение доступности (2010-е – 2020-е годы): Паритет с сетевой электроэнергией, когда стоимость солнечной электроэнергии равна или становится ниже стоимости электроэнергии из традиционной сети; это 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 себестоимости производства солнечных батарей

Учитывают ли гарантии на солнечные панели потерю эффективности?

Да , производители предоставляют гарантии, которые позволяют панелям сохранять эффективность не менее 97.5% после одного года и примерно 85% после 25 лет. Однако снижение эффективности различно для каждой марки солнечных батарей.

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 снегозащитным устройствам для солнечных панелей