Как часто ломаются солнечные панели?

Установка солнечных панелей поднимает ряд вопросов, среди которых и вопрос их долговечности. Современные производители дают гарантию на солнечные панели 25-30 лет, но при этом они и их отдельные компоненты могут выходить из строя и раньше. На это есть как объективные, так и субъективные причины.  

Реальный срок эксплуатации солнечных модулей

Изначальная мощность солнечных модулей сокращается от 10% до 30% в первые два года использования. Это касается тонкоплёночных модулей гибкого типа из аморфного кремния. Деградация же поли- и монокристаллических модулей происходит на порядок медленнее, а сроки их бесперебойной службы – в разы выше.  Так, мощность поли- и монокристаллических панелей сокращается на 0,5% в год. И именно модули монокристаллического типа занимают до 90% всего рынка.

Большинство производителей указывают кратковременный износ (деградацию) поли- и монокристаллических модулей на уровне от 1% до 3% за первый год эксплуатации. После одного года использования панелей, их КПД имеет сокращение уже на уровне 0,8% - 0,9% ежегодно.

Эксплуатационные критерии солнечных панелей

Главный критерий при выборе модулей – заявленная производителем гарантия эффективности.  Данный показатель указывает как на общий срок эксплуатации модуля (от 20-ти до 30-ти лет), так и на количество сгенерированной электроэнергии за этот срок.

Как правило, производители указывают гарантию «с верхним запасом», что на практике означает кратно больший бесперебойный срок службы солнечных панелей от заявленного.  И если производитель заявляет, что по истечению 20-25-30 лет интенсивной эксплуатации панели она потеряет до 20% своей мощности, то на практике за этот срок вся система утратит 10-15% изначальной мощности.      

Большинство производителей солнечных систем генерации энергии прогнозируют максимальное ухудшение эффективности своих изделий не больше 20% за 20-25 лет интенсивной работы. Но реальные статистические данные панелей, установленных и запущенных ещё в 80-х годах прошлого века, демонстрируют ухудшение не больше 10% от первичной эффективности.

Изнашивания (деградации) солнечных панелей имеет следующие типы:

• Вызванная световым воздействием деградация (LID) –  возникает при первых тысяче часов прямого влияния солнечной радиации на модуль. Данный тип износа присущ панельным системам монокристаллического типа. Снижает общую модульную фотопроводимость и считается первостепенным ухудшением. LID способен снизить производительность изделия от 1% до 3 %, после чего КПД всей станции стабилизируется.
• Вызванная общим потенциалом деградация (PID) – не обязательный тип износа, касающийся всех видов солнечных модулей. Способен снизить до 30% эффективности всей системы.  Потенциальная деградация – сложная проблема технического характера, требующая незамедлительного решения. При этом данный тип износа считается обратимым процессом. Возникает при разнице потенциалов отдельных компонентов станции. Например, когда алюминиевый или стальной каркас имеет разный заявленный потенциал с монтажной конструкцией, что приводит к утечке напряжения в фотомодуле и полостях полупроводника.
• Связанная с общим устареванием деградация. Другими словами – естественный износ, обусловленный воздействием внешних факторов, таких как химические реакции на полупроводник, климатическое воздействие, загрязнение пылью и грязью, воздействие ультрафиолета на модули.  Данный тип деградации считается необратимым, поэтому в его устранении нет экономической целесообразности.

Основные причины износа солнечных модулей:

• Качество используемых производителем материалов. Например, недостаточная толщина алюминия в раме монтажной конструкции.
• Тип панели. Как было описано выше, кристаллические модули имеют в разы большее сопротивление к износу, чем панели тонкоплёночного типа. Разница в износе составляет до 20-ти лет у кристаллических панелей, против 5-ти лет у тонкоплёночных.
• Климатические условия экстремального характера. Это и чрезмерная жара, и нагрузки снега, и ветра, в результате чего даже кристаллический модуль может значительно деградировать, утратив свою общую эффективность и целостность структуры.
• Механические повреждения панелей. Хотя для изготовления модулей используется только закалённое стекло, микротрещины в фотоэлементах могут появляться в результате регулярных нагрузок на поверхность панели. К факторам такого воздействия относится перегрев поверхности модуля, чрезмерное воздействие на него ультрафиолетовых лучей и загрязнения, что приводит к порче антибликового покрытия.
• Загрязнения поверхности модуля. Самый распространённый фактор деградации солнечных станций. Пыль и грязь, постепенно накапливающиеся на поверхности батареи, могут снизить эффективность работы всего модуля до 1%. Чтобы максимально избежать этой причины деградации, следует устанавливать панели под небольшим углом, чтобы сократить возможность пыли и грязи задерживаться на модуле.

Компоненты, отвечающие за срок бесперебойной эксплуатации солнечных панелей:

Отвечая на вопрос «как часто ломаются солнечные панели», стоит учитывать и сроки эксплуатации отдельных их компонентов, которые в процессе изнашиваются и требуют полной замены. Среди таких компонентов:

• Аккумуляторы – 4-10 лет.
• Силовая электроника – 10-12 лет.
• Сетевой инвертор – 7 лет.

Так сколько прослужит солнечная панель?

Статистические данные в вопросе сроков эксплуатационной службы солнечных станций не имеют окончательных выводов. Так, первая в мире солнечная панель работает уже больше 60-ти лет, а многие производители и сейчас заявляют гарантийные сроки в 30-40 лет.  При этом первые и последующие выходы из строя модулей могут быть с разницей в десятилетия.

Очевидно, что главный критерий срока эксплуатации солнечной станции – непосредственно панели. И если данный элемент изначально является качественным и правильно установленным, то поломки солнечных модулей можно избежать на десятилетия.