صفحه اصلی

درخت

باتری های خورشیدی - مشاوره در مورد انتخاب، ویژگی ها. آنچه شما باید در مورد پانل های خورشیدی برای خانه خود بدانید: انتخاب، قرار دادن و استفاده از آنها آیا یک سیستم فتوولتائیک جایگزین تاسیسات گرمایش آب خورشیدی می شود؟

باتری های خورشیدی - مشاوره در مورد انتخاب، ویژگی ها. آنچه شما باید در مورد پانل های خورشیدی برای خانه خود بدانید: انتخاب، قرار دادن و استفاده از آنها آیا یک سیستم فتوولتائیک جایگزین تاسیسات گرمایش آب خورشیدی می شود؟

یکی از معیارهای اصلی هنگام خرید هر محصولی تاریخ انقضا آن است، زیرا به مرور زمان هر وسیله ای خراب می شود. این قانون در مورد پنل های خورشیدی نیز صدق می کند. هزینه آنها امروز بسیار بالا است و مدت زمان ماندگاری باتری ها تعیین می کند که آیا زمان پرداخت هزینه های خود را دارند یا خیر.

از مقالات قبلی ما قبلاً این را می دانید منظومه شمسیمنبع انرژی از 4 عنصر اصلی تشکیل شده است: پنل های خورشیدی، باتری، اینورتر و کنترل کننده شارژ/دشارژ. همه آنها عمر مفید متفاوتی دارند. SB به عنوان "مقاوم ترین" جزء در نظر گرفته می شود، اما در هر صورت، همه چیز به نوع پانل، سازنده و بسیاری از عوامل دیگر بستگی دارد.

عمر مفید بسته به نوع باتری

بسته به ماده ای که سلول های خورشیدی بر روی آن ساخته می شوند، عمر مفید پنل ها متفاوت است. SB های سیلیکونی رایج ترین گزینه در نظر گرفته می شوند، اما در اینجا نیز رقم خاصی وجود ندارد. برای سلول های خورشیدی ساخته شده از سیلیکون پلی کریستالی، عمر مفید حدود 20 سال یا بیشتر است، از سیلیکون تک کریستالی - از 30 سال یا بیشتر، اما باتری های ساخته شده از سیلیکون آمورف بیش از 10 سال عمر نمی کنند.

اما این همه مشکلات نیست. تعداد کمی از مردم فکر می کنند که با گذشت زمان، قدرت ماژول ها به تدریج کاهش می یابد. پانل های آمورف در دو سال اول کارکرد از 10 تا 40 درصد توان اولیه خود را از دست می دهند، این رقم برای باتری های کریستالی بسیار کمتر است - 10 درصد در 25 سال. اکثر تولید کنندگان 10 تا 25 سال گارانتی برای محصولات خود ارائه می دهند. به نظر می رسد که با استفاده مناسب، حداقل عمر مفید است پانل های خورشیدیحداقل یک ربع قرن خواهد بود. موافقم، هر دستگاهی نمی تواند از چنین شاخص هایی ببالد. و آنچه مهم است این است که همه این ارقام نه در شرایط آزمایشگاهی، بلکه در نتیجه آزمایش SB که در دهه 70-80 ایجاد شد، به دست آمد.

عوامل موثر بر عمر سرویس

محاسبه طول عمر پنل های خورشیدی با دقت یک سال غیرممکن است. عوامل زیادی بر این شاخص تأثیر می گذارد. تغییرات ناگهانی دما، گرمایش بیش از حد پانل های خورشیدی - همه اینها می تواند عمر آنها را چندین سال کوتاه کند. علاوه بر این، فتوسل ها عملاً ابدی هستند سایر اجزای پانل ها از بین می روند:

سطح عقب ماژول.
فیلم مورد استفاده برای آب بندی
لایه EVA بین فتوسل و شیشه.

تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش، لایه درزگیر که برای محافظت از عناصر و اتصالات الکتریکی از رطوبت استفاده می شود، از بین می رود. این فرآیند منجر به کاهش خاصیت ارتجاعی فتوسل ها و در نتیجه آسیب مکانیکی می شود. ابری بودن لایه EVA باعث کاهش کارایی پنل های خورشیدی می شود، زیرا نور کمتری به فوتوسل ها می رسد. اگر قصد دارید پانل را خودتان بسازید، به یاد داشته باشید که درزگیر باعث افزایش طول عمر پانل می شود. با پوشاندن ماژول ها با سیلیکون معمولی، آنها را بادوام تر می کنید، این به پانل ها اجازه می دهد تا تغییرات دمایی ناگهانی و سایر تأثیرات مضر خارجی را تحمل کنند.

هزینه همیشه یک معیار عینی کیفیت نیست، اما نباید آن را نیز نادیده گرفت. هنگام خرید پانل های ارزان قیمت چینی، باید برای این واقعیت آماده باشید که عمر مفید آنها به طور قابل توجهی کمتر از باتری های تولید شده در کارخانه های معتبر خواهد بود. حتی شکاف های کوچک در قاب یا عناصر لحیم کاری نادرست باید توسط شما به عنوان یک استدلال سنگین به نفع رها کردن چنین ماژول ها تلقی شود.

دانشمندان روسی در خط مقدم...

انرژی خورشیدی در روسیه بسیار کند در حال توسعه است، اما این مانع از انجام اکتشافات نوآورانه در این زمینه توسط دانشمندان ما نمی شود. این بار دانشمندان کراسنویارسک با ارائه SBهایی که عمر مفید آنها به 100 سال می رسد متمایز شدند. همانطور که می دانید، این 3-4 برابر بیشتر از آنالوگ های موجود است. ماژول های توسعه یافته نام کاملاً منطقی "VEK" را دریافت کردند.

و آنچه جالبتر است این است که فناوری پیشنهادی آنها از نظر هزینه های مالی بسیار سودآورتر است. به نظر می رسد که SB های کراسنویارسک نه تنها عمر طولانی تری خواهند داشت، بلکه هزینه کمتری نیز خواهند داشت. فقط مزایایی وجود دارد. فناوری توسعه یافته جایزه "برای ارتقای موفقیت آمیز نوآوری در انرژی خورشیدی" در مسابقه ای که در مسکو برگزار شد، اعطا شد.

مقاله توسط عبدالینا رجینا تهیه شده است

اطلاعات بیشتر در مورد نحوه عملکرد پنل های خورشیدی:

سلول های خورشیدی در بسیاری از تاسیسات آزمایش شده اند. تمرین نشان داده است که عمر پنل های خورشیدی بیش از 20 سال است. نیروگاه های فتوولتائیک فعال در اروپا و ایالات متحده برای حدود 25 سال کاهش قدرت ماژول را تقریباً 10٪ نشان داده اند. بنابراین، ما می توانیم در مورد عمر واقعی ماژول های تک کریستالی خورشیدی 30 سال یا بیشتر صحبت کنیم. ماژول های پلی کریستالی معمولا 20 سال یا بیشتر عمر می کنند. ماژول های سیلیکونی آمورف (لایه نازک یا انعطاف پذیر) دارای عمر مفید 7 (نسل اول فناوری های لایه نازک) تا 20 (نسل دوم فناوری های لایه نازک) هستند. علاوه بر این، ماژول های لایه نازک معمولاً 10 تا 40 درصد از قدرت خود را در 2 سال اول کار از دست می دهند. بنابراین، در حال حاضر حدود 90 درصد از بازار ماژول های PV از ماژول های سیلیکونی کریستالی تشکیل شده است.

سایر اجزای سیستم عمر مفید متفاوتی دارند: باتری‌ها بین 2 تا 15 سال عمر می‌کنند و الکترونیک قدرت از 5 تا 20 سال عمر می‌کنند.

بسیاری از تولید کنندگان ماژول های خود را برای مدت 10 تا 25 سال ضمانت می کنند. در عین حال، آنها تضمین می کنند که قدرت ماژول ها بیش از 10٪ کاهش نمی یابد. ضمانت آسیب های مکانیکی معمولاً برای یک دوره 1 تا 5 ساله داده می شود.

ماژول های کریستالی گسترده ترین تجربه عملیاتی را دارند. نصب آنها در دهه 50 قرن گذشته آغاز شد و استفاده انبوه از اواخر دهه 1970 آغاز شد. بنابراین، در حال حاضر می توان در مورد دوام چنین ماژول هایی نتیجه گیری کرد.

عمر طراحی ماژول های کریستالی به طور معمول 30 سال است. سازندگان تست های شتابی را روی عملکرد ماژول انجام می دهند تا عمر واقعی آن را ارزیابی کنند. سلول‌های خورشیدی مورد استفاده در ماژول‌های خورشیدی عمر مفید تقریباً نامحدودی دارند و پس از دهه‌ها کارکرد هیچ تخریبی نشان نمی‌دهند. با این حال، تولید ماژول ها با گذشت زمان کاهش می یابد. این نتیجه 2 عامل اصلی است - تخریب تدریجی فیلم مورد استفاده برای آب بندی ماژول (معمولاً فیلم اتیلن وینیل استات - EVA) و تخریب سطح پشتی ماژول (معمولاً فیلم پلی وینیل فسفات) و همچنین کدر شدن تدریجی لایه فیلم EVA واقع بین شیشه و سلول های خورشیدی.

سیلانت ماژول از سلول های خورشیدی و اتصالات الکتریکی داخلی در برابر رطوبت محافظت می کند. از آنجایی که محافظت کامل از عناصر در برابر رطوبت تقریباً غیرممکن است ، ماژول ها در واقع "نفس می کشند" ، اما توجه به این بسیار دشوار است. رطوبتی که به داخل وارد می شود در طول روز که دمای ماژول افزایش می یابد از بیرون حذف می شود. نور خورشید در اثر اشعه ماوراء بنفش به تدریج عناصر آب بند را از بین می برد و خاصیت ارتجاعی کمتری پیدا می کند و در برابر فشارهای مکانیکی حساس تر می شود. با گذشت زمان، این منجر به بدتر شدن محافظت ماژول در برابر رطوبت می شود. رطوبت وارد شده به داخل ماژول منجر به خوردگی اتصالات الکتریکی، افزایش مقاومت در نقطه خوردگی، گرم شدن بیش از حد و از بین رفتن تماس و یا کاهش ولتاژ خروجی ماژول می شود.

طول عمر پنل های خورشیدی و خروجی آنها به عوامل زیادی از جمله آب و هوا، نوع ماژول و سیستم نصب بستگی دارد.

برای پنل های خورشیدی دو ضمانت وجود دارد، دو نوع: 1) گارانتی محصول (در برابر عیوب ساخت)، در انگلیسی به آن گارانتی محصول و 2) گارانتی برق (گارانتی عملکرد) می گویند.

اولین نوع ضمانت برای هر محصول/کالای که خریداری می کنیم معمول است. این تضمینی در برابر آسیب های ناشی از عیوب ساخت است. برای پانل های خورشیدی، مدت زمان گارانتی استاندارد برای بسیاری از محصولات دیگر بیشتر است. معمول ترین و رایج ترین دوره ضمانت در برابر نقص برای ماژول های خورشیدی 10-12 سال است. استثنائاتی وجود دارد، به عنوان مثال، SunPower آمریکایی 25 سال ضمانت در برابر خرابی ارائه می دهد.

رایج ترین دوره گارانتی عملکرد پنل های خورشیدی 25 سال با حفظ 80 درصد توان اولیه است. این بدان معنا نیست که عمر پنل خورشیدی پس از 25 سال به پایان می رسد. نه، می تواند 40 یا 50 سال کار کند، فقط تخریب بیشتر ماژول به هیچ وجه توسط سازنده توصیف نشده است و با هیچ تعهدی از جانب آن همراه نیست.

گاهی اوقات آنها یک ضمانت "پله ای" می دهند: 90٪ از قدرت اصلی برای 10 سال اول، 80٪ برای پانزده سال دیگر. امروزه ضمانت خطی مدرن تر و گسترده تر است. یعنی تخریب تدریجی تجهیزات تضمین شده است (عکس را ببینید):

دوام یک عامل مهم در اقتصاد انرژی خورشیدی است.

هر چه یک پنل خورشیدی طولانی‌تر کار کند، در طول عمر خود برق بیشتری تولید می‌کند و هر کیلووات ساعت تولید آن ارزان‌تر خواهد بود.

بنابراین، سازندگان در تلاش برای افزایش طول عمر ماژول ها هستند و امروزه نمونه هایی از ضمانت های برق 30 ساله به طور فزاینده ای ظاهر می شوند.

به عنوان مثال، مجله PV-Europe گزارش می دهد که شرکت آلمانی Solarwatt ماژول های خود را به مدت 30 سال با 87.5٪ از برق اصلی تضمین می کند. علاوه بر این، گارانتی ساخت نیز به 30 سال افزایش یافته است (نمونه ای منحصر به فرد).

اگر 30 سال به استاندارد پنل های خورشیدی تبدیل شود، این امر مستلزم تغییراتی در محاسبه هزینه تولید انرژی (LCOE) خواهد بود. امروزه برای محاسبات، به عنوان یک قاعده، عمر مفید یک شی 20 یا 25 سال در نظر گرفته می شود. اگر 25 به 30 سال تغییر کند، LCOE برای یک تاسیسات تولید خورشیدی تا چند درصد (تا 10٪) کاهش می یابد.

اخیراً آزمایشگاه انرژی های تجدیدپذیر آمریکایی NREL (بخشی از وزارت انرژی ایالات متحده) اطلاعات جالبی منتشر کرده است.

طول عمر پنل های خورشیدی و خروجی آنها به عوامل زیادی از جمله آب و هوا، نوع ماژول و سیستم نصب بستگی دارد. کاهش خروجی ماژول خورشیدی در طول زمان، تخریب نامیده می شود.

طبق تحقیقات NREL، میزان تخریب پنل های خورشیدی به طور متوسط 0.5٪ در سال است (متوسط)، اما نرخ تخریب می تواند در آب و هوای گرم و در سیستم های سقف بیشتر باشد. نرخ تخریب 0.5٪ به این معنی است که خروجی پنل خورشیدی با نرخ 0.5٪ در سال کاهش می یابد. یعنی در سال 20 خدمت، ماژول حدود 90 درصد برق تولید شده در سال اول را تولید خواهد کرد.

تصویر نتیجه مطالعه را به صورت گرافیکی نشان می دهد.

در مورد طول عمر کامل، به سادگی هیچ داده مربوطه وجود ندارد. نمی توان با قطعیت گفت که یک پنل خورشیدی چقدر عمر می کند. به عنوان مثال، در سوئیس، یک نیروگاه خورشیدی 35 سال است که کار می کند. تولید کنندگان تضمین می کنند که یک سهم خاص حفظ می شود قدرت نامی(گارانتی کارکرد) به مدت 20-30 سال و بعد از آن پنل ها بدون هیچ گارانتی برق تولید می کنند. منتشر شده است اگر سوالی در این زمینه دارید، از کارشناسان و خوانندگان پروژه ما بپرسید.

هنگام خرید پنل های خورشیدی برای استفاده از انرژی خورشیدی برای مصارف خانگی، برای هر مصرف کننده ای توصیه می شود که دوره های گارانتی عملکرد این گونه پنل ها را بداند.

همانطور که مشخص است، به صورت تجاری در دسترس است پانل های خورشیدیبر اساس نشانگر قدرت آنها طبقه بندی می شوند که به نوبه خود به اندازه پانل و نوع مبدل های ترموالکتریک مورد استفاده برای عملکرد آن بستگی دارد. به طور خاص، پانل های خورشیدی یا بر روی عناصر سیلیکونی، لایه نازک، یا بر روی عناصر تک کریستالی یا پلی کریستالی تولید می شوند. دومی قدرتمندتر، گران تر هستند، اما فضای کمتری را در سقف اشغال می کنند.

وابستگی قابلیت اطمینان باتری خورشیدی به نوع عناصر کار

اصل عملکرد کلی باتری خورشیدی در شکل 1 نشان داده شده است. 1.

شکل 1: 1 - شار نورانی. 2 - تماس پانل بالایی؛ 3 – لایه بالایی فتوسل (p); 4- لایه میانی فتوسل ( اتصال p-n) 5 – لایه زیرین فتوسل (n); 6 – کنتاکت پایین پنل.

بدیهی است که دوام پوشش فتوسل و کارایی پانل هنگام تبدیل نور آن به مقدار فعلی واقعی تحت تأثیر قرار می گیرد.

دوام پوشش پنل خورشیدی

این پارامتر با پایداری خواص پانل هنگام گرم شدن و اثربخشی مقاومت ماده در برابر تأثیرات مکانیکی خارجی تعیین می شود. تست های استاندارد عملکرد پنل خورشیدی وجود دارد که تنظیم و ایجاد شده است برنامه ویژهآزمایش تخریب القایی بالقوه (PID) - آزمایشی برای درجه تخریب سلول های خورشیدی. با توجه به داده‌های آزمایش PID، بیشترین پایداری را باتری‌های خورشیدی مونتاژ شده روی ماژول‌های چندلایه نشان می‌دهند، که به طور کامل عملکرد خود را در دمای 50...60 0 C حفظ می‌کنند. باتری‌های خورشیدی (یا آمورف) تنها تا 25 ... 35 0 C، پس از آن آنها به شدت قدرت خود را از دست می دهند. این با تأثیر تجمعی و نامطلوب عوامل زیر توضیح داده می شود:

تخریب تدریجی اما ثابت فیلم آب بندی کنتاکت جلویی 1 (شکل 1 را ببینید).
از بین رفتن تماس پشتی پانل 6 و کاهش تدریجی شفافیت لایه بین سلول های خورشیدی و شیشه محصور.

مکانیسم این پدیده ها به شرح زیر است. مقاومت باتری خورشیدی در برابر رطوبت توسط یک درزگیر مخصوص تضمین می شود که به مرور زمان توسط اشعه ماوراء بنفش خورشید از بین می رود. در عین حال، جریان رطوبت خارجی به فضای بین لایه های 3، 4 و 5 فتوسل افزایش می یابد. خوردگی کنتاکت های الکتریکی پنل خورشیدی رخ می دهد که در نتیجه مقاومت الکتریکی آنها افزایش می یابد. متعاقباً، مخاطبین از بین می روند (خوشبختانه، این به زودی اتفاق نمی افتد - حتی در نسخه های ارزان قیمت، پانل های خورشیدی به مدت 8 ... 10 سال عملیاتی می شوند).

به طور غیر مستقیم عملکرد را ارزیابی کرده و در نتیجه واقعی را تعیین می کند عمر باتری خورشیدیرا می توان از مشخصه جریان-ولتاژ نصب به دست آورد (شکل 2 را ببینید)، که نموداری از توان باتری را بسته به بار در آن نشان می دهد. شرایط عادیعملکرد پنل خورشیدی

اگر مشخصه ولتاژ جریان در محدوده ولتاژ بدون بار ثابت باشد (مانند شکل 2)، یا اندکی تغییر کند، باتری خورشیدی فعال می ماند، زیرا قدرت باتری در این مورد فقط به سطح روشنایی بستگی دارد و نه در کل تلفات ولتاژ هنگام گرم شدن پانل. در چنین شرایطی در سطح اعلام شده توسط سازنده باقی خواهد ماند.

دوام باتری های خورشیدی

در بین تمام اجزای پنل، باتری ها کمترین دوام را دارند. برای تعیین عملکرد آنها، هنگام خرید یک پنل خورشیدی، باید نوع باتری را پیدا کنید: اگر یک باتری سرب اسیدی معمولی باشد، عمر تضمین شده آن از 5 سال تجاوز نمی کند که چندین برابر کمتر از دوره گارانتی است. از خود پنل امتیاز دهید عمر باتری خورشیدیدر این مورد، با توجه به میزان تخلیه باتری توصیه می شود (شکل 3 را ببینید). اگر ظرفیت واقعی باتری از 35 ... 40٪ تجاوز نکند، باید برای تعویض آماده شود.

نحوه انتخاب باتری خورشیدی با حداکثر عمر مفید

استفاده از طرح های اخیر پنل خورشیدی راه حل سازنده، افزایش قابل توجهی در طول عمر پنل های خورشیدی ایجاد می کند. این شامل خنک کننده غیرفعال سطوح کاری پانل های خورشیدی است. کریستال های شیشه ای کوارتز در طراحی خود نصب شده اند که مضرات را منعکس می کنند تابش مادون قرمزاز سطح باتری

ارزش توجه به برچسب پنل های خورشیدی را دارد. سه سطح کیفیت اصلی وجود دارد:

درجه A: تحت آزمایش پیری، کاهش توان واقعی از 5٪ تجاوز نمی کند.
درجه B: کاهش توان واقعی از 30٪ تجاوز نمی کند.
درجه C: کاهش توان واقعی بیش از 30٪ است.

بنابراین، فقط با علامت گذاری می توان به طور قابل اعتمادی احتمال را تعیین کرد عمر باتری خورشیدی.

عمر باتری خورشیدی

عمر طراحی ماژول های کریستالی به طور معمول 30 سال است. سازندگان تست های شتابی را روی عملکرد ماژول انجام می دهند تا عمر سرویس واقعی آن را ارزیابی کنند. سلول‌های خورشیدی مورد استفاده در ماژول‌های خورشیدی عمر مفید تقریباً نامحدودی دارند و پس از دهه‌ها کارکرد هیچ تخریبی نشان نمی‌دهند. با این حال، تولید ماژول ها با گذشت زمان کاهش می یابد. این نتیجه 2 عامل اصلی است - تخریب تدریجی فیلم مورد استفاده برای آب بندی ماژول (معمولاً از فیلم اتیلن وینیل استات (EVA) استفاده می شود) و تخریب سطح پشتی ماژول (معمولاً فیلم پلی وینیل فسفات) همچنین کدر شدن تدریجی لایه فیلم EVA واقع بین شیشه و سلول های خورشیدی.

دومین عاملی که تولید ماژول را کاهش می دهد، کاهش تدریجی شفافیت فیلم بین شیشه و عناصر است. این کاهش با چشم غیرمسلح محسوس نیست، اما منجر به کاهش قدرت ماژول به دلیل این واقعیت است که نور کمتربه سلول های خورشیدی برخورد می کند.

حداکثر خرابی معمولاً توسط سازندگان تضمین می شود که در طول 25 سال بیش از 20٪ نباشد. با این حال، اندازه گیری های انجام شده بر روی ماژول هایی که واقعاً از دهه 1980 کار می کنند نشان می دهد که خروجی آنها بیش از 10٪ کاهش پیدا نکرده است. بسیاری از این ماژول ها هنوز با پارامترهای اعلام شده در طول تولید کار می کنند (یعنی هیچ تخریبی وجود ندارد). بنابراین به جرات می توان گفت که ماژول ها حداقل به مدت 20 سال کار می کنند و با احتمال بالا حتی 30 سال پس از شروع کار عملکرد بالایی را ارائه می دهند.

بخش ها