Các tấm pin mặt trời dân dụng thường được bán với các khoản vay hoặc cho thuê dài hạn, với chủ nhà ký hợp đồng từ 20 năm trở lên. Nhưng các tấm pin này có tuổi thọ bao lâu và khả năng phục hồi của chúng như thế nào?
Tuổi thọ của bảng điều khiển phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm khí hậu, loại mô-đun và hệ thống giá đỡ được sử dụng, cùng nhiều yếu tố khác. Mặc dù không có “ngày kết thúc” cụ thể cho một bảng điều khiển, nhưng việc ngừng sản xuất theo thời gian thường buộc phải ngừng sản xuất thiết bị.
Khi quyết định nên duy trì bảng điều khiển của bạn hoạt động trong 20-30 năm tới hay tìm cách nâng cấp vào thời điểm đó, việc theo dõi mức sản lượng là cách tốt nhất để đưa ra quyết định sáng suốt.
Suy thoái
Theo Phòng thí nghiệm Năng lượng Tái tạo Quốc gia (NREL), sự mất mát sản lượng theo thời gian, được gọi là suy thoái, thường đạt khoảng 0,5% mỗi năm.
Các nhà sản xuất thường coi 25 đến 30 năm là thời điểm mà sự xuống cấp đã xảy ra đủ mức và có thể đã đến lúc cân nhắc việc thay thế một tấm pin. NREL cho biết tiêu chuẩn công nghiệp về bảo hành sản xuất là 25 năm đối với mô-đun năng lượng mặt trời.
Với tỷ lệ xuống cấp hàng năm tiêu chuẩn là 0,5%, một tấm pin 20 năm tuổi có khả năng sản xuất khoảng 90% công suất ban đầu.
Chất lượng của bảng điều khiển có thể có một số tác động đến tốc độ xuống cấp. NREL báo cáo các nhà sản xuất cao cấp như Panasonic và LG có tỷ lệ khoảng 0,3% mỗi năm, trong khi một số thương hiệu giảm giá với tỷ lệ cao tới 0,80%. Sau 25 năm, những tấm pin cao cấp này vẫn có thể tạo ra 93% sản lượng ban đầu và ví dụ có độ phân hủy cao hơn có thể tạo ra 82,5%.
(Đọc: "Các nhà nghiên cứu đánh giá sự xuống cấp của các hệ thống PV có tuổi đời hơn 15 năm“)
Một phần lớn sự xuống cấp được cho là do một hiện tượng gọi là suy thoái tiềm năng (PID), một vấn đề mà một số bảng điều khiển gặp phải, nhưng không phải tất cả. PID xảy ra khi điện thế và dòng rò của bảng điều khiển khiến ion di chuyển trong mô-đun giữa vật liệu bán dẫn và các thành phần khác của mô-đun, như kính, giá đỡ hoặc khung. Điều này khiến công suất đầu ra của mô-đun giảm đáng kể, trong một số trường hợp.
Một số nhà sản xuất chế tạo các tấm của họ bằng vật liệu chống PID trong các tấm kính, lớp đóng gói và tấm chắn khuếch tán.
Tất cả các tấm pin cũng phải chịu một hiện tượng gọi là suy thoái do ánh sáng (LID), trong đó các tấm pin sẽ mất hiệu quả trong những giờ đầu tiên tiếp xúc với ánh nắng mặt trời. Phòng thí nghiệm thử nghiệm PVEL, PV Evolution Labs cho biết LID thay đổi từ bảng này sang bảng khác dựa trên chất lượng của các tấm silicon tinh thể, nhưng thường dẫn đến giảm hiệu suất một lần, 1-3%.
phong hóa
Việc tiếp xúc với điều kiện thời tiết là nguyên nhân chính dẫn đến sự xuống cấp của bảng điều khiển. Nhiệt độ là yếu tố chính ảnh hưởng đến hiệu suất của bảng điều khiển theo thời gian thực cũng như sự suy giảm theo thời gian. Nhiệt độ xung quanh ảnh hưởng tiêu cực đến hiệu suất và hiệu suất của các bộ phận điện,theo NREL.
Bằng cách kiểm tra bảng dữ liệu của nhà sản xuất, có thể tìm thấy hệ số nhiệt độ của tấm nền, điều này sẽ chứng tỏ khả năng hoạt động của tấm nền ở nhiệt độ cao hơn.
Hệ số này giải thích mức độ hiệu quả theo thời gian thực bị mất đi khi mỗi độ C tăng lên trên nhiệt độ tiêu chuẩn là 25 độ C. Ví dụ: hệ số nhiệt độ -0,353% có nghĩa là cứ mỗi độ C trên 25 thì sẽ mất 0,353% tổng năng lực sản xuất.
Trao đổi nhiệt làm xuống cấp tấm nền thông qua một quá trình gọi là chu trình nhiệt. Khi nhiệt độ ấm, vật liệu nở ra và khi nhiệt độ giảm, chúng co lại. Chuyển động này dần dần hình thành các vết nứt nhỏ trên bảng điều khiển theo thời gian, làm giảm hiệu suất.
Trong hàng năm của nóNghiên cứu thẻ điểm học phần, PVEL đã phân tích 36 dự án năng lượng mặt trời đang hoạt động ở Ấn Độ và nhận thấy những tác động đáng kể từ sự suy thoái nhiệt. Tỷ lệ xuống cấp trung bình hàng năm của các dự án đạt 1,47%, nhưng các mảng nằm ở vùng núi, lạnh hơn đã xuống cấp gần một nửa tỷ lệ đó, ở mức 0,7%.
Việc lắp đặt đúng cách có thể giúp giải quyết các vấn đề liên quan đến nhiệt. Các tấm pin nên được lắp đặt cách mái nhà vài inch để không khí đối lưu có thể lưu chuyển bên dưới và làm mát thiết bị. Vật liệu sáng màu có thể được sử dụng trong thi công tấm panel để hạn chế hấp thụ nhiệt. Và các bộ phận như bộ biến tần và bộ kết hợp, có hoạt động đặc biệt nhạy cảm với nhiệt, nên được đặt ở những khu vực có bóng râm,đề xuất CED Greentech.
Gió là một điều kiện thời tiết khác có thể gây hại cho các tấm pin mặt trời. Gió mạnh có thể làm các tấm bị uốn cong, gọi là tải trọng cơ động. Điều này cũng gây ra các vết nứt nhỏ trên tấm pin, làm giảm sản lượng. Một số giải pháp giá đỡ được tối ưu hóa cho các khu vực có gió lớn, bảo vệ các tấm khỏi lực nâng mạnh và hạn chế các vết nứt nhỏ. Thông thường, bảng dữ liệu của nhà sản xuất sẽ cung cấp thông tin về sức gió tối đa mà tấm pin có thể chịu được.
Điều tương tự cũng xảy ra với tuyết, tuyết có thể che phủ các tấm pin khi có bão lớn hơn, hạn chế sản lượng. Tuyết cũng có thể gây ra tải trọng cơ học động, làm hỏng các tấm pin. Thông thường, tuyết sẽ trượt khỏi các tấm vì chúng trơn và ấm, nhưng trong một số trường hợp, chủ nhà có thể quyết định dọn tuyết khỏi các tấm. Việc này phải được thực hiện cẩn thận, vì việc làm xước bề mặt kính của tấm nền sẽ có tác động tiêu cực đến kết quả đầu ra.
(Đọc: "Mẹo để giữ cho hệ thống năng lượng mặt trời trên mái nhà của bạn hoạt động tốt trong thời gian dài“)
Sự xuống cấp là một phần bình thường, không thể tránh khỏi trong vòng đời của tấm pin. Việc lắp đặt đúng cách, dọn tuyết cẩn thận và vệ sinh bảng điều khiển cẩn thận có thể giúp ích cho sản lượng, nhưng cuối cùng, bảng điều khiển năng lượng mặt trời là công nghệ không có bộ phận chuyển động, cần rất ít bảo trì.
Tiêu chuẩn
Để đảm bảo một tấm pin nhất định có thể tồn tại lâu dài và hoạt động theo đúng kế hoạch, nó phải trải qua quá trình kiểm tra tiêu chuẩn để được chứng nhận. Các tấm phải tuân theo thử nghiệm của Ủy ban Kỹ thuật Điện Quốc tế (IEC), áp dụng cho cả tấm đơn tinh thể và đa tinh thể.
EnergySage anh ấy nóicác tấm đạt tiêu chuẩn IEC 61215 được kiểm tra các đặc tính điện như dòng rò ướt và điện trở cách điện. Chúng trải qua bài kiểm tra tải cơ học đối với cả gió và tuyết, đồng thời kiểm tra khí hậu để kiểm tra các điểm yếu đối với các điểm nóng, mức độ tiếp xúc với tia cực tím, độ ẩm đóng băng, nhiệt ẩm, tác động của mưa đá và các mức tiếp xúc ngoài trời khác.
IEC 61215 cũng xác định các chỉ số hiệu suất của bảng điều khiển ở các điều kiện thử nghiệm tiêu chuẩn, bao gồm hệ số nhiệt độ, điện áp mạch hở và công suất đầu ra tối đa.
Cũng thường thấy trên bảng thông số kỹ thuật của bảng điều khiển là con dấu của Phòng thí nghiệm Underwriters (UL), nơi cũng cung cấp các tiêu chuẩn và thử nghiệm. UL thực hiện các bài kiểm tra khí hậu và lão hóa cũng như toàn bộ các bài kiểm tra an toàn.
Thất bại
Sự cố của tấm pin mặt trời xảy ra với tỷ lệ thấp. NRELđã tiến hành một nghiên cứutrong số hơn 50.000 hệ thống được lắp đặt tại Hoa Kỳ và 4.500 hệ thống trên toàn cầu từ năm 2000 đến năm 2015. Nghiên cứu cho thấy tỷ lệ hỏng hóc trung bình là 5 trong số 10.000 bảng mỗi năm.
Lỗi của bảng điều khiển đã được cải thiện rõ rệt theo thời gian, vì người ta nhận thấy rằng các hệ thống được lắp đặt từ năm 1980 đến năm 2000 có tỷ lệ lỗi cao gấp đôi so với nhóm sau năm 2000.
(Đọc: "Thương hiệu tấm pin mặt trời hàng đầu về hiệu suất, độ tin cậy và chất lượng“)
Thời gian ngừng hoạt động của hệ thống hiếm khi được cho là do lỗi bảng điều khiển. Trên thực tế, một nghiên cứu của kWh Analytics cho thấy 80% thời gian ngừng hoạt động của nhà máy năng lượng mặt trời là do bộ biến tần, thiết bị chuyển đổi dòng điện DC của tấm pin thành dòng điện xoay chiều có thể sử dụng được. Tạp chí pv sẽ phân tích hiệu suất biến tần trong phần tiếp theo của loạt bài này.
Thời gian đăng: 19/06/2024