כמה זמן מחזיקים פאנלים סולאריים למגורים?

פאנלים סולאריים למגורים נמכרים לרוב עם הלוואות או חכירות לטווח ארוך, כאשר בעלי בתים מתקשרים בחוזים של 20 שנה או יותר. אבל כמה זמן מחזיקים פנלים ועד כמה הם עמידים?

חיי הלוח תלויים במספר גורמים, כולל אקלים, סוג מודול ומערכת המדפים בשימוש, בין היתר. למרות שאין "תאריך סיום" ספציפי לפאנל כשלעצמו, אובדן ייצור לאורך זמן מאלץ לעתים קרובות פרישת ציוד.

כאשר מחליטים אם להשאיר את הפאנל שלך פועל 20-30 שנה בעתיד, או לחפש שדרוג באותו זמן, ניטור רמות התפוקה הוא הדרך הטובה ביותר לקבל החלטה מושכלת.

הַשׁפָּלָה

אובדן התפוקה לאורך זמן, הנקרא הידרדרות, בדרך כלל נוחת על כ-0.5% בכל שנה, על פי המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת (NREL).

יצרנים מחשיבים בדרך כלל 25 עד 30 שנה לנקודה שבה התרחשה מספיק השפלה שבה ייתכן שהגיע הזמן לשקול החלפת פאנל. תקן התעשייה עבור אחריות ייצור הוא 25 שנים על מודול סולארי, אמר NREL.

בהתחשב בשיעור השפל השנתי של 0.5%, פאנל בן 20 שנה מסוגל לייצר כ-90% מהיכולת המקורית שלו.

לאיכות הפאנל יכולה להיות השפעה מסוימת על שיעורי השפלה. NREL מדווח כי ליצרני פרימיום כמו פנסוניק ו-LG יש שיעורים של כ-0.3% בשנה, בעוד שמותגים מסוימים מתדרדרים בשיעורים של עד 0.80%. לאחר 25 שנה, לוחות הפרימיום הללו עדיין יכולים להפיק 93% מהתפוקה המקורית שלהם, והדוגמה עם השפלה הגבוהה יותר יכולה לייצר 82.5%.

(קרא: "חוקרים מעריכים את השפלה במערכות PV מעל 15 שנים")

חלק ניכר מההשפלה מיוחס לתופעה הנקראת פוטנציאל מושרה (PID), בעיה שחווים חלק מהלוחות, אך לא כולם. PID מתרחש כאשר פוטנציאל המתח וזרם הדליפה של הפאנל מניעים ניידות יונים בתוך המודול בין החומר המוליך למחצה ואלמנטים אחרים של המודול, כמו הזכוכית, התושבת או המסגרת. זה גורם לקיבולת תפוקת הכוח של המודול לרדת, במקרים מסוימים באופן משמעותי.

חלק מהיצרנים בונים את הפאנלים שלהם עם חומרים עמידים ל-PID במחסומי הזכוכית, המעטפת והדיפוזיה שלהם.

כל הפאנלים סובלים גם ממשהו שנקרא השפלה הנגרמת על ידי אור (LID), שבו לוחות מאבדים יעילות במהלך השעות הראשונות מרגע החשיפה לשמש. המכסה משתנה מפאנל לפאנל בהתאם לאיכות פרוסות הסיליקון הגבישיות, אך בדרך כלל מביאה לאובדן חד פעמי של 1-3% ביעילות, אמרה מעבדת הבדיקה PVEL, PV Evolution Labs.

בליה

החשיפה לתנאי מזג האוויר היא המניע העיקרי בהשפלת הפאנל. חום הוא גורם מפתח הן בביצועי הפאנל בזמן אמת והן בירידה לאורך זמן. חום הסביבה משפיע לרעה על הביצועים והיעילות של רכיבים חשמליים,לפי NREL.

על ידי בדיקת דף הנתונים של היצרן, ניתן למצוא מקדם טמפרטורה של פאנל, אשר ידגים את יכולתו של הפנל לבצע בטמפרטורות גבוהות יותר.

המקדם מסביר כמה יעילות בזמן אמת אובדת בכל מעלת צלזיוס המוגדלת מעל הטמפרטורה הסטנדרטית של 25 מעלות צלזיוס. לדוגמה, מקדם טמפרטורה של -0.353% פירושו שלכל מעלה צלזיוס מעל 25, 0.353% מכלל יכולת הייצור אובדים.

חילופי חום מניעים את השפלת הפאנל באמצעות תהליך הנקרא רכיבה תרמית. כשחם חומרים מתרחבים וכשהטמפרטורה יורדת הם מתכווצים. תנועה זו גורמת לאט לאט להיווצרות סדקים בלוח לאורך זמן, מה שמפחית את התפוקה.

בשנתי שלהלימוד כרטיס ניקוד מודול, PVEL ניתחה 36 פרויקטים סולאריים תפעוליים בהודו, ומצאה השפעות משמעותיות מהשפלת החום. ההידרדרות השנתית הממוצעת של הפרויקטים נחתה על 1.47%, אך מערכים הממוקמים באזורים ההרריים הקרים יותר התדרדרו בכמעט מחצית מהקצב הזה, ב-0.7%.

התקנה נכונה יכולה לעזור להתמודד עם בעיות הקשורות לחום. יש להתקין פאנלים כמה סנטימטרים מעל הגג, כך שאוויר הסעה יוכל לזרום מתחת ולקרר את הציוד. ניתן להשתמש בחומרים בהירים בבניית פאנלים כדי להגביל את ספיגת החום. ורכיבים כמו ממירים ומשלבים, שביצועיהם רגישים במיוחד לחום, צריכים להיות ממוקמים באזורים מוצלים,הציע CED Greentech.

רוח היא עוד תנאי מזג אוויר שיכול לגרום נזק לפאנלים סולאריים. רוח חזקה עלולה לגרום לכיפוף של הלוחות, הנקרא עומס מכני דינמי. זה גם גורם למיקרו-סדקים בפאנלים, להורדת התפוקה. כמה פתרונות מתלים מותאמים לאזורים עם רוח חזקה, מגנים על הפאנלים מפני כוחות הרמה חזקים ומגבילים פיצוח מיקרו. בדרך כלל, גיליון הנתונים של היצרן יספק מידע על הרוחות המקסימליות שהפאנל מסוגל לעמוד בהן.

אותו דבר לגבי שלג, שיכול לכסות לוחות במהלך סערות כבדות יותר, להגביל את התפוקה. שלג יכול גם לגרום לעומס מכני דינמי, לפגיעה בלוחות. בדרך כלל, השלג יחליק מהפנלים, מכיוון שהם חלקלקים ומתחממים, אך במקרים מסוימים בעל בית עשוי להחליט לפנות את השלג מהפנלים. יש לעשות זאת בזהירות, מכיוון שלגירוד משטח הזכוכית של הפאנל תהיה השפעה שלילית על הפלט.

(קרא: "טיפים לשמירת מערכת השמש על הגג שלך לזמזום לטווח ארוך")

השפלה היא חלק נורמלי ובלתי נמנע מחיי הפאנל. התקנה נכונה, פינוי שלג קפדני וניקוי פאנלים זהיר יכולים לעזור בתפוקה, אך בסופו של דבר, פאנל סולארי הוא טכנולוגיה ללא חלקים נעים, הדורשת מעט מאוד תחזוקה.

תקנים

כדי להבטיח שפאנל נתון צפוי לחיות חיים ארוכים ולפעול כמתוכנן, עליו לעבור בדיקות תקנים לצורך הסמכה. לוחות כפופים לבדיקת הוועדה האלקטרוטכנית הבינלאומית (IEC), אשר חלה הן על לוחות חד-גבישיים ורב-גבישים.

אמר EnergySageלוחות המשיגים את תקן IEC 61215 נבדקים עבור מאפיינים חשמליים כמו זרמי דליפה רטובים והתנגדות בידוד. הם עוברים מבחן עומס מכני עבור רוח ושלג כאחד, ובדיקות אקלים שבודקות חולשות לנקודות חמות, חשיפה ל-UV, הקפאת לחות, חום לח, פגיעת ברד וחשיפה חיצונית אחרת.

IEC 61215 גם קובע את מדדי הביצועים של פאנל בתנאי בדיקה סטנדרטיים, כולל מקדם טמפרטורה, מתח במעגל פתוח ותפוקת הספק מקסימלית.

כמו כן, נפוץ לראות על גיליון מפרט לוח הוא החותם של מעבדות חתמים (UL), אשר מספקת גם תקנים ובדיקות. UL מפעיל מבחני אקלים והזדקנות, כמו גם את מכלול בדיקות הבטיחות המלאות.

כשלים

כשל בפאנל סולארי מתרחש בקצב נמוך. NRELערכו מחקרשל למעלה מ-50,000 מערכות שהותקנו בארצות הברית ו-4,500 ברחבי העולם בין השנים 2000 ו-2015. המחקר מצא שיעור כשל חציוני של 5 פאנלים מתוך 10,000 מדי שנה.

כשל בלוח השתפר בצורה ניכרת עם הזמן, שכן נמצא שמערכות שהותקנו בין השנים 1980 ו-2000 הפגינו שיעור תקלות כפול מהקבוצה שלאחר 2000.

(קרא: "מותגי פאנלים סולאריים מובילים בביצועים, אמינות ואיכות")

השבתת המערכת רק לעתים נדירות מיוחסת לכשל בלוח. למעשה, מחקר של kWh Analytics מצא ש-80% מכל זמן ההשבתה של המפעל הסולארי נובע מממירים כושלים, המכשיר שממיר את זרם ה-DC של הפאנל ל-AC שמיש. מגזין pv ינתח את ביצועי המהפך בפרק הבא של סדרה זו.