Солнечные панели — основной компонент солнечной электростанции, их доля в стоимости СЭС составляет около 80%. Именно поэтому их долговечность является ключевым фактором. В данный момент практически все производители солнечных панелей заявляют о том, что срок службы изделий — не менее 30 лет. О том, как долго могут служить солнечные панели, и какие факторы влияют на их долговечность и производительность, я расскажу в этой статье.
- Основные принципы работы солнечных панелей и их разновидности
- Структура солнечных панелей и факторы, влияющие на их долговечность
- Продолжительность работы солнечных панелей: актуальная статистика
- Примеры долговечной успешной эксплуатации солнечных панелей
- Практические советы по увеличению срока службы солнечных панелей
- Перспективы применения солнечных панелей
Основные принципы работы солнечных панелей и их разновидности
Солнечная панель (она же солнечная батарея или фотоэлектрический солнечный модуль) изготавливается из двух видов кремниевых пластин, имеющих особые примеси, и, соответственно, разные свойства. Пластины соединены между собой токопроводящими шинами. При попадании на кремниевые пластины солнечного света вырабатывается электричество постоянного тока, которое снимается токопроводящими шинами и поступает на выходящие кабели.
Разновидностей солнечных панелей очень много и применяются они в совершенно разных сферах деятельности, как на земле, так и в космосе. Те, что более распространены для бытового и коммерческого применения, в основном, бывают монокристаллическими и поликристаллическими.
- Монокристаллические — это панели на основе фотоэлементов из специально выращенного монолитного кристалла кремния. Визуально такие пластины фотоэлементов из монокристаллического кремния имеют однородную структуру темно-синего цвета. Монокристаллические элементы и панели собранные из них имеют более высокий КПД.
- Поликристаллические — это панели на основе фотоэлементов из кристаллов кремния вторичной переработки. У поликристаллических элементов имеется характерный неоднородный оттенок и рисунок. По стоимости они дешевле, чем монокристаллические, но имеют и более низкий КПД.
Оба типа кремниевых фотоэлементов различаются ещё и по классу качества, который обозначается параметром “Grade”. Это очень важный параметр, от которого зависит КПД и цена солнечной панели:
- Grade A — высший класс с самым высоким КПД, отсутствием сколов, трещин и царапин. Этот класс также является самым распространённым.
- Grade B – второй сорт, характеризующийся невидимыми глазу микротрещинами, царапинами, частичным браком. Эти элементы быстрее стареют и имеют изначально меньшую производительность по мощности.
- Grade С – низкий сорт, обладающий невысоким КПД. На таких изделиях присутствуют заметные дефекты, трещины, сколы и т. п. Они сильно дешевле, чем классы A и B, подходят для разных тестов, но не для постоянной эксплуатации.
- Grade D – самый низкий сорт (отбраковка) с самым низким КПД. Это поломанные элементы, иногда из них делают маломощные панели из обрезков кремниевых пластин. Такие панели и фотоэлементы поступают в переработку на новый кремний.
Структура солнечных панелей и факторы, влияющие на их долговечность
Солнечная панель имеет многослойную структуру, включающую в себя антибликовую пленку, закаленное стекло, первый слой пленки EVA, солнечные элементы, второй слой пленки EVA, белую защитную пленку, раму из алюминия, провода, а также соединительную коробку.
Продолжительность работы солнечных панелей: актуальная статистика
Обычно владельцы солнечных станций задумываются о смене солнечных панелей только если хотят добавить мощность на уже установленный объект.
Современные производители солнечных панелей, в преобладающем большинстве — из Китая, дают гарантию на солнечные панели примерно 12-15 лет, что действительно подтверждает их долговечность. Как правило, сразу оговаривается естественный процесс деградации солнечной панели по производимой ею мощности, и он у всех также примерно одинаковый.
Примеры долговечной успешной эксплуатации солнечных панелей
Одна из первых солнечных станций в Европе мощностью 10 кВт, установленная на кровле Высшей школы Южной Швейцарии (SUPSI), была введена в эксплуатацию в 1982 году. Естественно, спустя столько лет она уже не выдаёт тот номинал, на который была рассчитана.
Несмотря на это, станция до сих пор функционирует и используется наравне с более современными объектами.
Конечно, качество солнечных панелей зависит от конкретного производителя, но технологии стремительно развиваются и совершенствуются, поэтому солнечные станции, вводимые в эксплуатацию в наше время, могут прослужить еще дольше.
Практические советы по увеличению срока службы солнечных панелей
Обслуживание не так сильно влияет на долговечность солнечных панелей в сравнении с производственными характеристиками. Тем не менее, существует несколько рекомендаций, которые позволяют пролонгировать срок службы.
При установке и в процессе эксплуатации солнечных панелей необходимо избегать их частичного затенения (когда какая-то часть панели на свету, а какая-то — в тени). Причиной этому могут быть ветки деревьев, кусты, неправильное расположение, листья, грязь и т.д.
Постоянное частичное затенение солнечной панели может негативно сказаться на сроке её службы из-за так называемого “эффекта выгорания”, вызванного внутренним перегревом. Но, в первую очередь, затенение или загрязнение влияет на выработку электроэнергии, которая будет генерироваться в меньшей мере, то есть, КПД очень сильно снизится. Если регулярно (раз в год, а при необходимости и чаще) осматривать панели, мыть водой, устранять тени от близко стоящих деревьев, то работать они будут долго и эффективно.
Защита от внешних воздействий
Большинство солнечных панелей имеют толщину алюминиевой рамы 35 мм, что обеспечивает достаточно хорошую жесткость и высокую степень снеговой (5400 Па) и ветровой (2400 Па) нагрузки. Конечно, бывают случаи, когда происходят различные природные катаклизмы, но это крайне редкие явления.
Выбор надежного поставщика
На долговечность в основном влияет качество сборки солнечной батареи, её герметичность, качество пайки и качество кремниевых ячеек, из которых изготавливается солнечная панель. Условия монтажа, безусловно, оказывают влияние, так как повреждённая в процессе установки или неправильно смонтированная солнечная панель может выйти из строя раньше срока.
Желательно выбирать поставщика, у которого за плечами большой опыт реализации проектов в сфере солнечной энергетики. Если поставщик имеет достаточную экспертизу, поддержку, гарантию, то с ним не возникнет никаких сложностей. Гораздо удобнее обращаться за поддержкой к локальному поставщику, способному решить любые вопросы оперативно, чем, например, ждать ответа по рекламации, если изделие заказано напрямую из Китая.
Перспективы применения солнечных панелей
Возобновляемая солнечная энергетика — очень перспективное направление, особенно в южных регионах, где солнце светит часто, и уровень солнечной радиации высок.
Так, согласно последнему годовому отчёту Международного энергетического агентства (МЭА) относительно перспектив мировой энергетики, ежедневно более 1 миллиарда долларов США направляется на внедрение солнечной энергии в различных областях. По прогнозам МЭА, к 2050 году доля солнечной и ветровой энергетики в общем мировом энергопотреблении составит 54-72%. Эти данные указывают на значительные перспективы роста внедрения солнечных технологий по всему миру.
