Деградація сонячних панелей – як її визначити

1. Деградація сонячних панелей
2. Що таке деградація сонячних панелей?
3. Типи деградації сонячних панелей
4. Як виявити деградацію сонячних панелей?
5. Як мінімізувати деградацію сонячних панелей?
6. Часті запитання (FAQ)
7. Висновок

Деградація сонячних панелей

Сонячні панелі складаються з фотоелементів, які вловлюють енергію руху фотонів і перетворюють її на електричний струм. Використання сонячних батарей вважається найбільш екологічним та вигідним способом отримання електрики. Що особливо важливо, сонячна енергетика дозволяє бути незалежним від зростання цін на енергоносії та відключення світла.

Проте згодом ефективність сонячних батарей знижується. Поступова деградація сонячних панелей призводить до зменшення електрики. Тому важливо вчасно виявити втрату вихідної потужності та вжити заходів щодо усунення наслідків зносу сонячних батарей.

Що таке деградація сонячних панелей?

Процес зниження ефективності та потужності сонячних панелей з часом називається деградацією. Відбувається через:
природних процесів старіння матеріалів;
руйнівної дії зовнішніх факторів – ультрафіолету, перепадів температур та вологості, механічних пошкоджень.
Серйозно ушкоджує сонячні батареї град. Він згубний для фотоелементів. Але і природне зношування також поступово призводить до зменшення потужності. Це неминучий процес, але швидкість деградації можна контролювати. Важливо вчасно виявляти деградацію і проводити заміну елементів, що вийшли з ладу, для збільшення ККД.

Типи деградації сонячних панелей

Перш ніж перейти до обговорення заходів боротьби з деградацією сонячних панелей, варто визначити її типи:

• LID-деградація, спричинена світлом (Light-Induced Degradation). У перші години чи дні після запуску системи під впливом фотонів змінюється структура кремнію. Фотопровідність може знизитись на період до 1000 годин. Це своєрідна настройка панелей, з часом робота системи стабілізується. Продуктивність падає лише на 1-3%. Якщо це критично, вибирайте панелі з низьким рівнем LID.
• PID-деградація, спричинена потенціалом (Potential Induced Degradation). Ефективність знижується через виток струму між елементами панелей та їх рамами внаслідок високої напруги, підвищеної вологості або поганої ізоляції. Якщо рама панелей та фотоелементи знаходяться під різним напруженням, вихідна потужність системи падає. Тому потрібно використовувати панелі із захистом від PID та правильно організовувати заземлення.
• Термічна деградація через перегрівання панелей. Висока температура навколишнього середовища та погана вентиляція призводять до зниження ефективності системи. Уникнути цього можна, використовуючи панелі з низьким температурним коефіцієнтом та грамотно монтуючи їх.
• Механічна деградація через пошкодження панелей вітром, гілками дерев, снігом чи градом. До механічної деградації часто призводить неправильний монтаж та низька якість матеріалів. Щоб уникнути втрати ефективності, слід вибирати міцні панелі з надійними кріпленнями та регулярно оглядати елементи на предмет пошкодження.
•  

Існує також окремий тип деградації через забруднення. Накопичення пилу, бруду та пташиного посліду знижує ефективність сонячних батарей. Слід регулярно очищати сонячні панелі від снігу, прілого листя, сміття та не нехтувати обслуговуванням.

Як виявити деградацію сонячних панелей?

Виявити старіння сонячних панелей можна візуальним оглядом. Так визначаються тріщини, сколи, потемніння, плями на поверхні панелей, корозія контактів та пошкодження рамки. Якщо візуальний огляд не дав результатів, але вихідна потужність знизилася, можна вдатися до:

• Моніторингу продуктивності – порівняти поточну вироблення енергії із заявленими характеристиками панелей. Для цього можна використовувати дані з інвертора чи системи моніторингу.
• Тепловізійне обстеження – виявлення «гарячих точок» на панелях, які вказують на локальні пошкодження.
• Електролюмінесцентне тестування – виявлення мікротріщин та дефектів в елементах панелі.

Перевірити деградацію можна у спеціалізованих лабораторіях. Лабораторні тести дозволяють виміряти потужність та опір, після чого порівняти їх з номінальними значеннями з технічної документації до панелей.

Як мінімізувати деградацію сонячних панелей?

Зупинити зниження продуктивності неможливо, особливо після 10-15 років безперервної експлуатації. Однак можна мінімізувати деградацію такими методами:

• Правильно вибрати панелі з високою стійкістю до механічних пошкоджень та низьким рівнем LID та PID.
• Встановлювати панелі з урахуванням вентиляції та зазорів та використовувати якісні кріплення та матеріали.
• Регулярно обслуговуватиме сонячні батареї. Очищення від пилу, бруду, снігу та перевірка цілісності панелей, рамок та з'єднань дозволяє підвищити продуктивність системи.

Додатково можна захистити панелі від зовнішніх факторів. Наприклад, встановити захисні екрани від граду і використовувати покриття антивідблиску для зниження нагріву елементів системи.

Сонячні батареї та град – це те, що зазвичай найсильніше хвилює власників домашніх електростанцій. Захист панелей від граду здійснюється декількома способами. 

Якщо можна заздалегідь відстежувати зміни погоди, наприклад, через метеорологічні програми з оповіщеннями на смартфоні, можна заздалегідь вкрити фотоелементи спеціальними чохлами. Вони здатні захистити панелі від сильної грози, снігопаду чи граду, знижуючи механічну деградацію. Такі чохли знижують поглинання фотоелектричними панелями сонячного світла, тому використовувати їх на постійній основі є недоцільним.

Захистити сонячні батареї від великого граду або шторму можна за допомогою дротяної сітки, яка встановлюється над панелями і затримує гілки, сміття, що летить, і град. Сітки, як і чохли, знижують рівень генерації. Тому після того, як небезпека минула, їх краще зняти.

Великі сонячні станції можна комплектувати трекерами з вертикальними та горизонтальними рухомими механізмами. Вбудовані метеостанції дозволяють оперативно переорієнтувати сонячні панелі за умови зміни погодних умов. Такі системи досить дорогі, але доцільні для регіонів із частими піщаними бурями, градом та сильними поривами вітру, які призводять до сильної деградації панелей та зниження продуктивності системи.

Варто пам'ятати, що панелі низької якості деградуватимуть швидше. У спробі заощадити слід враховувати майбутні втрати потужності. Якщо важливо отримати повноцінну генерацію на довгі роки, краще вибрати якісні панелі з герметичними з'єднаннями, які не схильні до витоків енергії.

Часті запитання (FAQ)

Який термін служби сонячних панелей?
Зазвичай панелі служать 25-30 років без істотного падіння генерації. Але ефективність може знижуватись на 0,5-1% на рік.

Чи можна відновити панелі, що деградували?
Найчастіше відновлення неможливо, але можна уповільнити подальшу деградацію.

Як часто потрібно перевіряти панелі?
Рекомендується оглядати, а при необхідності – тестувати панелі 1-2 рази на рік.

Чи впливає деградація на гарантію?
Більшість виробників вказують на гарантію на потужність. Наприклад, у документації може фігурувати гарантія на 80% потужності через 25 років експлуатації.

Висновок

Деградація сонячних панелей – це природний процес. Через чверть терміну експлуатації продуктивність навіть найкращих моделей впаде до 90% від початкової. Регулярне обслуговування панелей, контроль їх стану та своєчасне усунення дрібних пошкоджень можуть суттєво продовжити термін експлуатації та мінімізувати втрату потужності на виході.

Щоб точно знати стан встановлених панелей та мінімізувати деградацію, краще звернутися до фахівців. Вони проведуть ретельну діагностику та якісне обслуговування панелей, що суттєво покращить ефективність та продовжить термін експлуатації системи.

Більше дізнатися про енергію сонця ви можете з нашого блогу 👉 Блог Eco Volt