Срок службы солнечных батарей

Срок службы солнечных батарей: что влияет и как его продлить?

Солнечная энергетика

Солнечные лучи используются для получения энергии уже больше 100 лет. Открытие в 1839 году Беккерелем фотоэлемента, который генерировал электроэнергию под воздействием фотонов, положило начало новой индустрии и подарило миру альтернативный способ энергообеспечения. Сегодня многие страны стремятся развивать эту сферу, ведь это безопасный и дешевый ресурс. Многие люди обеспечивают свои дома кремниевыми панелями, покупая себе автономный источник питания. Но как рассчитывается срок службы солнечной батареи, как добиться максимальной результативности при ее эксплуатации?

Основные сведения о сроке годности фотоэлемента

В целом, гарантию устанавливает сам производитель, она зависит от многих факторов. Стандартная продолжительность службы солнечной батареи – 30 лет, но может снизиться по ряду причин. Фотогенератор теряет часть своей полезной емкости каждый год. Когда становится доступно только 70-80%, срок службы истекает, и батарея приходит в негодность. Причина в том, что на этом уровне энергообеспечения она теряет мощность, и КПД резко снижается, что делает использование батареи непрактичным. В то время, как первые потери мощности происходят почти линейно, емкость резко падает после достижения 70% порога. Как долго батарея еще может работать, сложно предсказать. Поэтому информация производителя о сроке службы батареи всегда относится к этому времени.

Сведения о сроке годности солнечных батарей

Как правило, накопитель стареет по частоте загрузки и разгрузки, иначе говоря, по циклам. Он теряет показатели эффективности, в зависимости от данных показателей:

  • чем больше глубина разряда;
  • чем больше ток зарядки и разрядки;
  • при экстремальных температурах во время работы фотоэлемента (холодная или теплая).

Поэтому указание гарантированных циклов в техническом паспорте всегда зависит от этих факторов.

Пример: Производитель гарантирует: 3000 циклов при 80% выработки. Это означает, что число разрядки и зарядки достигается с максимальной глубиной разряда 80%, максимальным током 20% от номинальной емкости и при комнатной температуре. Более важным, чем продолжительность службы после истечения установленных циклов, обычно является календарная годность батареи. Это происходит во время процессов старения материала внутри накопителя. Поскольку они могут работать от 150 до 300 циклов в год, период годности генератора может выйти намного раньше.

Например, производитель свинцово-кислотной батареи указывает календарный срок службы – 12 лет и количество циклов – 3000. На основе индивидуального профиля потребления и производства фотоэлектрической системы, система достигает, в среднем, 200 циклов в год. Через 12 лет владелец достиг бы только 2400 циклов, но срок годности уже окончен.  

Поскольку старение не приносит пользы, число гарантированных циклов должно быть обязательно достигнуто до того, как истечет календарный период. Поэтому количество возможных циклов в год зависит от емкости и мощности аккумулятора, а также фотоэлектрической системы и профиля нагрузки, что является ключевым фактором при выборе правильного размера аккумулятора.

Влияние высоких температур на функциональность солнечной батареи

Жара значительно снижает эффективность работы фотовосприимчивого элемента. Работоспособность установки и продолжительность срока ее службы снижается на 10%. Понятно, что для эффективной работы генератора необходимо попадание прямых лучей на кремниевую поверхность панели, но при критическом нагревании он обрабатывает значительно меньше фотонов.

Работа фотоэлемента выполняется за счет электрических процессов, которые контролируются законами термодинамики. В этом случае необходимо учитывать, что при повышении температуры выход мощности снижается. При нагревании внутри модуля, генерирующего энергию, возникает сопротивление, нарастает поток электронов и снижается напряжение.

Как долго служат солнечные батареи

Объяснить снижение эффективности работы батареи можно простой формулой: М= Напряжение х Сила тока.  

Для оценки показателя потери эффективности был разработан специальный показатель – температурный коэффициент фотоэлемента. Расчеты ведутся от установленной идеальной температуры по Цельсию – 25оС. Мощность батареи с каждым повышением на один градус теряет 0,5% М. Для объяснения возможного критического перегревания солнечной панели, можно провести аналогию с металлическим листом, лежащем на солнце. При 30оС он может разогреться до 70оС. На практике, в жару установка теряет от 15 до 20 процентов мощности, что существенно отражается на производстве.

Для предотвращения этого эффекта разработан ряд правил по установке:

  • обеспечение расстояния между батареями для достаточной циркуляции воздуха;
  • для расположения станций выбираются места, где есть достаточная продуваемость;
  • установка на теплопроводящую поверхность, которая снижает температуру кремниевых панелей

От этого показателя зависит и срок службы солнечной батареи. Чем чаще она подвергается критическим климатическим условиям, тем быстрее приходит в негодность.

Основные характеристики качества сборки модуля

Солнечная энергетика все еще остается молодой отраслью, развивающейся с каждым днем. Она не достигла уровня, на котором можно установить высокие стандарты качества, модели постоянно модернизируются, изобретаются новые виды. Индустрия фотоэлектрических систем характеризуется агрессивным ростом в течение нескольких лет. Уже установленная станция может значительно устареть, относительно новых моделей. Многие производители пытаются сократить расходы на производство, чтобы сохранить рентабельность в условиях жесткой конкуренции. Чаще всего стоимость зависит от показателя цена-качество. Срок службы батарей для дома значительно колеблется и от этого показателя.

Как испытывается качество батареи при производстве

Производители разработали строгие способы отбора, которые выходят за рамки того, что обычно требуется международными сертификатами, такими, как МЭК 61215. Они обычно используют методы, имитирующие напряжение, которому солнечные панели будут подвергаться в течение ожидаемого срока их службы. Влияние колебаний температуры, ультрафиолета, влажности и механических нагрузок проверяется вместе и отдельно, чтобы определить критические точки функционирования устройства.

Все компоненты по-разному реагируют на нагрузку в течение длительного времени, поэтому первой проблемой в обеспечении длительного срока службы солнечных модулей является выбор правильного списка деталей. При большом количестве поставщиков в отрасли, недостаточно полагаться только на признанные сертификаты качества. Без установленных внутренних процессов тестирования и индивидуального отбора под климатические условия, риски быстрого износа устройства значительно возрастают.

Kak-ispytyvaetsya-kachestvo-batarei-pri-proizvodstve
Как испытывается качество батареи при производстве

Раньше считалось, что солнечные батареи не нуждаются в техническом обслуживании, но этот миф быстро развеялся. Прежде всего, для постоянного слежения за качеством моделей, солнечные модули объединяют с системой мониторинга. Без данных гораздо сложнее узнать, правильно ли работает установка, и выявить проблемы, если это необходимо.

При правильном использовании, постоянном техническом обслуживании и климатических условиях, солнечная батарея сможет достигнуть максимального срока службы.

Интересные видео которые могут вас заинтересовать:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *