Biến tần năng lượng mặt trời dân dụng có tuổi thọ bao lâu?

Trong phần đầu tiên của loạt bài này, tạp chí pv đã đánh giátuổi thọ hiệu quả của tấm pin mặt trời, khá bền bỉ. Trong phần này, chúng tôi sẽ xem xét các bộ biến tần năng lượng mặt trời dân dụng ở nhiều dạng khác nhau, tuổi thọ của chúng và mức độ bền bỉ của chúng.

Bộ biến tần, một thiết bị chuyển đổi nguồn điện một chiều do tấm pin mặt trời tạo ra thành nguồn điện xoay chiều có thể sử dụng được, có thể có một số cấu hình khác nhau.

Hai loại biến tần chính trong các ứng dụng dân dụng là biến tần chuỗi và biến tần vi mô. Trong một số ứng dụng, biến tần chuỗi được trang bị thiết bị điện tử công suất cấp mô-đun (MLPE) được gọi là bộ tối ưu hóa DC. Biến tần vi mô và bộ tối ưu hóa DC thường được sử dụng cho mái nhà có điều kiện che nắng hoặc hướng không tối ưu (không hướng về phía nam).

Trong các ứng dụng mà mái nhà có góc phương vị (hướng về phía mặt trời) thích hợp và ít có vấn đề về che nắng, bộ biến tần chuỗi có thể là giải pháp tốt.

Biến tần chuỗi thường có hệ thống dây điện đơn giản và vị trí tập trung để các kỹ thuật viên năng lượng mặt trời dễ dàng sửa chữa hơn.Thông thường chúng ít tốn kém hơn,Solar Reviews cho biết. Biến tần thường có giá thành khoảng 10-20% tổng chi phí lắp đặt tấm pin mặt trời, do đó việc lựa chọn đúng biến tần là rất quan trọng.

Chúng tồn tại được bao lâu?

Trong khi các tấm pin mặt trời có thể tồn tại từ 25 đến 30 năm hoặc hơn, thì các bộ biến tần thường có tuổi thọ ngắn hơn, do các thành phần lão hóa nhanh hơn. Một nguồn hỏng hóc phổ biến ở các bộ biến tần là sự hao mòn cơ điện trên tụ điện trong bộ biến tần. Các tụ điện điện phân có tuổi thọ ngắn hơn và lão hóa nhanh hơn các thành phần khô,Solar Harmonics cho biết.

EnergySage cho biếtmột bộ biến tần chuỗi dân dụng tập trung thông thường sẽ có tuổi thọ khoảng 10-15 năm và do đó sẽ cần phải thay thế tại một thời điểm nào đó trong suốt vòng đời của tấm pin.

Biến tần chuỗinói chung là cóbảo hành tiêu chuẩn từ 5-10 năm, nhiều hợp đồng có tùy chọn gia hạn đến 20 năm. Một số hợp đồng năng lượng mặt trời bao gồm bảo trì và giám sát miễn phí trong suốt thời hạn hợp đồng, vì vậy, nên cân nhắc điều này khi lựa chọn biến tần.

EnergySage cho biết microinverter có tuổi thọ dài hơn, chúng thường có thể tồn tại trong 25 năm, gần bằng tuổi thọ của các tấm pin tương đương. Roth Capital Partners cho biết các liên hệ trong ngành của họ thường báo cáo tỷ lệ hỏng hóc của microinverter thấp hơn đáng kể so với các bộ biến tần chuỗi, mặc dù chi phí ban đầu thường cao hơn một chút đối với microinverter.

Microinverter thường có chế độ bảo hành tiêu chuẩn từ 20 đến 25 năm. Cần lưu ý rằng mặc dù microinverter có chế độ bảo hành dài hạn, nhưng chúng vẫn là công nghệ tương đối mới trong khoảng mười năm trở lại đây và vẫn chưa biết liệu thiết bị này có thực hiện được lời hứa hơn 20 năm của mình hay không.

Tương tự như vậy đối với bộ tối ưu hóa DC, thường được ghép nối với bộ biến tần chuỗi tập trung. Các thành phần này được thiết kế để tồn tại trong 20-25 năm và có chế độ bảo hành phù hợp với khoảng thời gian đó.

Đối với các nhà cung cấp biến tần, một số thương hiệu nắm giữ thị phần thống lĩnh. Tại Hoa Kỳ, Enphase là công ty dẫn đầu thị trường về biến tần vi mô, trong khi SolarEdge dẫn đầu về biến tần chuỗi. Tesla đã tạo nên làn sóng trong lĩnh vực biến tần chuỗi dân dụng, chiếm lĩnh thị phần, mặc dù vẫn chưa biết tác động của việc Tesla gia nhập thị trường sẽ như thế nào, theo ghi chú của ngành từ Roth Capital Partners.

(Đọc: "Các nhà lắp đặt năng lượng mặt trời của Hoa Kỳ liệt kê Qcells, Enphase là những thương hiệu hàng đầu“)

Thất bại

Một nghiên cứu của kWh Analytics cho thấy 80% lỗi mảng năng lượng mặt trời xảy ra ở cấp độ biến tần. Có nhiều nguyên nhân gây ra tình trạng này.

Theo Fallon Solutions, một nguyên nhân là lỗi lưới điện. Điện áp cao hoặc thấp do lỗi lưới điện có thể khiến biến tần ngừng hoạt động và có thể kích hoạt cầu dao hoặc cầu chì để bảo vệ biến tần khỏi sự cố điện áp cao.

Đôi khi lỗi có thể xảy ra ở cấp MLPE, nơi các thành phần của bộ tối ưu hóa công suất tiếp xúc với nhiệt độ cao hơn trên mái nhà. Nếu sản lượng giảm, có thể là lỗi ở MLPE.

Việc lắp đặt cũng phải được thực hiện đúng cách. Theo nguyên tắc chung, Fallon khuyến nghị rằng công suất tấm pin mặt trời phải đạt tới 133% công suất của bộ biến tần. Nếu các tấm pin không được kết hợp đúng với bộ biến tần có kích thước phù hợp, chúng sẽ không hoạt động hiệu quả.

BẢO TRÌ

Để giữ cho bộ biến tần hoạt động hiệu quả hơn trong thời gian dài hơn, cầnkhuyến khíchđể lắp đặt thiết bị ở nơi khô ráo, thoáng mát, có nhiều luồng không khí trong lành lưu thông. Người lắp đặt nên tránh những khu vực có ánh nắng trực tiếp, mặc dù một số thương hiệu biến tần ngoài trời được thiết kế để chịu được nhiều ánh nắng hơn những thương hiệu khác. Và, trong các lắp đặt nhiều biến tần, điều quan trọng là phải đảm bảo có khoảng cách thích hợp giữa mỗi biến tần, để không có sự truyền nhiệt giữa các biến tần.

Thực hành tốt nhất là kiểm tra bên ngoài bộ biến tần (nếu có thể) hàng quý, đảm bảo không có dấu hiệu hư hỏng vật lý nào và tất cả các lỗ thông hơi và cánh tản nhiệt đều không có bụi bẩn.

Cũng nên lên lịch kiểm tra thông qua một đơn vị lắp đặt năng lượng mặt trời được cấp phép sau mỗi năm năm. Chi phí kiểm tra thường là 200-300 đô la, mặc dù một số hợp đồng năng lượng mặt trời có dịch vụ bảo trì và giám sát miễn phí trong 20-25 năm. Trong quá trình kiểm tra, thanh tra viên nên kiểm tra bên trong bộ biến tần để tìm dấu hiệu ăn mòn, hư hỏng hoặc sâu bọ.