Ресурс сонячних батарей

Чому деградують панелі та що робити, щоб не оновлювати систему кожні 5-7 років.

Майбутніх власників сонячних панелей завжди цікавить, скільки вони прослужать. Не в сенсі, коли відвалиться рамка або потече коробка, а коли вони перестануть генерувати електрику. Багато хто чув про цифри у 25–30 років, але мало хто розуміє, звідки вони беруться, як їх трактувати та що впливає на реальний термін експлуатації.

Що мається на увазі під ресурсом сонячної батареї та гарантією виробника

Сонячні панелі не виходять з ладу раптово, вони поступово втрачають продуктивність. Це природний процес, який називають деградацією. Під ресурсом розуміється термін, протягом якого панель зберігає хоча б 80% своєї початкової потужності. Тобто якщо модуль був на 400 Вт, він все ще даватиме 320 Вт і більше.

Виробники вказують термін служби як:

• Гарантію на продукт, зазвичай, 10–15 років. Обіцяють, що не трісне скло, не відклеїться захисна плівка, не піде мікротріщин фольга або корпус.

• Гарантію потужності: скільки електроенергії видаватиме панель з часом. Наприклад: 98% від заявленої потужності в перший рік, потім не більше 0,55% втрат на рік, і до 25 року не менше 84%.

Насправді багато систем працюють довше заявленого, особливо в великих брендів. Є установки 1980-х років, які досі справно видають 70-75% ефективності.

Як ресурс сонячних панелей змінився за останні десятиліття

Перші масові сонячні панелі (кінець 90-х – початок 2000-х) деградували досить швидко: 1% потужності на рік. Вже за 10 років станція втрачала до 10% генерації. Враховуючи, що тарифи тоді були іншими, а технології дорожчими й менш стабільними, окупність розтягувалася на роки.

Сучасні модулі (особливо монокристалічні з технологією PERC або TOPCon) втрачають близько 0,3-0,5% на рік. На прикладі типового фотомодуля:

• перша деградація (введення в експлуатацію) 1,5-2%;

• після трохи більше за 0,3–0,5% на рік;

• через 10 років 92-94% від номіналу;

• через 25 років 85–88% залежно від моделі та умов.

Це дані з випробувань, лабораторних (тести IEC) та практичних. Багато виробників публікують криві деградації за реальними установками.

Якщо ви будуєте гібридну СЕС на 3 кВт, то за перші 10 років втратите близько 4-5% виробітку. В абсолютних цифрах це приблизно 120–150 кВт·год на рік. Втрати помірні, особливо враховуючи, що влітку рахунок високої інсоляції панелі часто видають більше енергії, ніж закладалося при проєктуванні.

Як панелі втрачають потужність

Деградація сонячної панелі – це сукупність фізичних, хімічних та термічних процесів. Вони накопичуються з часом і знижують здатність модуля ефективно перетворювати світло на електрику. Подивимося, як втрачається ресурс сонячних батарей з часом і що впливає на роботу:

• Витік та різниця потенціалів (PID). Іноді (при вологості, пилу та поганій ізоляції) струм йде не туди, з осередків у раму, панель втрачає напругу. Хороше заземлення та якісний інвертор розв'язують проблему.

• Вплив ультрафіолету: сонце з часом з'їдає захисну плівку на панелі. Вона мутніє, жовтіє, і крізь неї проходить менше світла.

• Нагрів та охолодження (термошоки). Щодня панель гріється вдень і холодне вночі. Матеріали стискаються та розширюються. Згодом це може спричинити появу мікротріщин в осередках або паянні.

• Якщо захист порушено, усередину може потрапити вода. Вона окислює контакти, роз'їдає металеві частини.

• Локальний перегрів (hot spots). Якщо один осередок затінити (листом, пташиним послідом або тінню від труби), він почне грітися, тому що не виробляє струм, а працює «на навантаження». Такі ділянки можуть сильно перегріватися та руйнуватися. У хороших панелях стоять діоди, які це компенсують.

• Окиснення струмопровідних доріжок. Провідні смужки на поверхні теж старіють, особливо в агресивному середовищі, у хімпідприємствах або біля моря. Вони окислюються, і частина струму просто губиться.

Що із цим робити? Вибирати якісні панелі, правильно їх встановлювати, заземлювати, стежити за чистотою та не нехтувати сервісним обслуговуванням сонячних електростанцій, робити огляд щонайменше раз на рік. Тоді панель не просто відпрацює заявлені 25 років, а працюватиме довше та стабільніше.

Від чого залежить реальний термін служби сонячних батарей та як його подовжити: поради від Atmosfera

Потужність сонячної панелі з часом знижується. Це нормально, але ступінь втрат безпосередньо залежить від технології, якості збірки, умов встановлення та експлуатації. Розберемо, які фактори впливають на швидкість деградації та що з цим робити.

Тип технології панелі

Не всі панелі однаково стійкі до старіння.

• TOPCon і HJT найстабільніші: повільніше втрачають потужність, краще працюють за високих температур і з часом деградують менше.

• PERC – масовий стандарт, стабільніший за старі рішення, але все ще схильний до часткової деградації.

• Полікристалічні панелі застаріли: коштують дешевше, але швидше втрачають потужність, особливо на спеку.

Якщо ви не бажаєте змінювати панелі через 10–15 років, вибирайте TOPCon або HJT, особливо для південних регіонів.

Бренд та якість збірки

У великих виробників (JA Solar, TW Solar, Longi, ZNSHINE, входять до списку Tier 1 за версією BloombergNEF.) контроль якості реалізований на всіх етапах: від виробництва кремнію до фінальної упаковки панелі. Паяння, ламінування, тестування автоматизовані. Це виключає типові помилки, які виникають при ручній збірці.

Кожна панель проходить електролюмінесцентний тест, він показує мікротріщини в осередках, які не видно оку. Також виконується flash-тест, перевірка потужності під навантаженням.

Панелі тестують за стандартами IEC:

• на термошок (від -40 ° C до +85 ° C);

• стійкість до вологи;

• градостійкість;

• УФ-опромінення.

Деякі моделі проходять незалежні розширені випробування. Це дає розуміння, як поведеться модуль через 10-20 років у полі, а не лише на папері.

У маловідомих виробників таких тестів може бути зовсім. Або вони проводяться вибірково. Саме тому у «ноунейм» брендів нерідко трапляються пожовклі плівки, тріщини у склі, а термін експлуатації сонячних панелей коротший: падіння потужності спостерігається вже через 5–7 років.

Монтаж, догляд та чищення

Якщо панелі притиснуті надто щільно, немає вентиляції, або встановлені з перекосом, деградація настає швидше. Встановлюйте панелі з повітряним прозором, враховуйте кут нахилу (для самоочищення) і не кріпіть впритул до шиферу або металочерепиці. Довіряйте монтаж професіоналам з досвідом та репутацією.

Хоча б раз на рік їх потрібно оглядати та промивати від пилу, листя та нальоту. Це продовжує термін служби та запобігає локальному перегріву (hot spot). Особливо важливо для південних та сільськогосподарських районів.

Чищення навесні це мінімум, в ідеалі двічі на рік, особливо якщо поряд є дерева, дороги чи поля.

Клімат та середовище: адаптуйтеся до умов

На те, скільки служать сонячні панелі за інших рівних, впливають умови в місці розміщення. У степових регіонах (Миколаївська, Дніпропетровська обл.) панелі більше нагріваються, деградація йде швидше. У Карпатах або на півночі прохолодніше, вологість вища, але менше теплові навантаження. У зонах з різкими перепадами (спека вдень, холод уночі) швидше з'являються мікротріщини.

Для гарячих регіонів вибирайте моделі з низьким температурним коефіцієнтом (TOPCon або HJT). У регіонах з перепадами температур (між днем та ніччю) – із міцним склом та якісною герметизацією. Беріть панелі з високим класом вітрової/снігової стійкості (вказується в характеристиках), особливо, якщо установка проводиться на даху приватного будинку без екранування.

Поряд із промисловими об'єктами, морем або в зоні інтенсивного сільськогосподарського запилення використовуйте панелі з антикорозійним захистом (сонячні панелі з маркуванням «salt mist/ammonia resistance») та очищайте їх частіше, мінімум двічі на рік.

Інвертор та заземлення

Погана схема заземлення або невідповідний інвертор можуть спровокувати PID-деградацію: частина струму "витікає" через скло або раму панелі. Це повільно, але стабільно знижує напругу на виході.

Використовуйте інвертори з функцією PID-профілактики (або компенсації), обов'язково робіть грамотне заземлення та слідкуйте за відповідністю характеристик панелі та обладнання.

Деламінація, руйнування шару зсередини

У дешевих панелях з часом може початися розшарування (деламінація): захисна плівка відшаровується від осередків. Це порушує герметичність і різко скорочує термін служби сонячних панелей, оскільки волога та кисень потрапляють усередину. Перевіряйте панелі візуально щорічно: будь-які бульбашки, здуття, плями під склом це привід для діагностики.