Ресурс солнечных батарей

Почему деградируют панели и что делать, чтобы не обновлять систему каждые 5-7 лет.

Будущих владельцев солнечных панелей всегда интересует сколько они прослужат. Не в смысле когда отвалится рамка или потечёт коробка, а когда они перестанут генерировать электричество. Многие слышали о цифрах в 25–30 лет, но мало кто понимает, откуда они берутся, как их трактовать и что влияет на реальный срок эксплуатации.

Что подразумевается под ресурсом солнечной батареи и гарантией производителя

Солнечные панели не выходят из строя внезапно, они со временем теряют производительность. Это естественный процесс, который называют деградацией. Под ресурсом понимается срок, за который панель сохраняет хотя бы 80% своей изначальной мощности. То есть если модуль был на 400 Вт, он всё ещё будет давать 320 Вт и больше.

Производители указывают срок службы как:

• Гарантию на продукт, обычно 10–15 лет. Обещают, что не треснет стекло, не отклеится защитная плёнка, не пойдёт микротрещинами фольга или корпус.

• Гарантию мощности: сколько электроэнергии будет выдавать панель со временем. Например: 98% от заявленной мощности в первый год, потом не более 0,55% потерь в год, и к 25-му году не менее 84%.

На практике многие системы работают дольше заявленного, особенно у крупных брендов. Есть установки 1980-х годов, которые до сих пор исправно выдают 70–75% эффективности.

Как ресурс солнечных панелей изменился за последние десятилетия

Первые массовые солнечные панели (конец 90-х – начало 2000-х) деградировали довольно быстро: 1% мощности в год. Уже через 10 лет станция теряла до 10% генерации. Учитывая, что тарифы тогда были другими, а технологии дороже и менее стабильные, окупаемость растягивалась на годы.

Современные модули (особенно монокристаллические с технологией PERC или TOPCon) теряют около 0,3–0,5% в год. На примере типичного фотомодуля:

• первая деградация (ввод в эксплуатацию) 1,5–2%;

• после не более 0,3–0,5% в год;

• через 10 лет 92–94% от номинала;

• через 25 лет 85–88% в зависимости от модели и условий.

Это данные из испытаний, лабораторных (тесты IEC) и практических. Многие производители публикуют кривые деградации по реальным установкам.

Если вы строите гибридную СЭС на 3 кВт, то за первые 10 лет потеряете около 4–5 % выработки. В абсолютных цифрах это примерно 120–150 кВт⋅ч в год. Потери умеренные, особенно учитывая, что летом за счёт высокой инсоляции панели часто выдают больше энергии, чем закладывалось при проектировании.

Как панели теряют мощность

Деградация солнечной панели это совокупность физических, химических и термических процессов. Они накапливаются со временем и снижают способность модуля эффективно преобразовывать свет в электричество. Посмотрим, как теряется ресурс солнечных батарей со временем и что влияет на работу:

• Утечки и разность потенциалов (PID). Иногда ток уходит не туда, из ячеек в раму. При влажности, пыли и плохой изоляции. Панель теряет напряжение. Хорошее заземление и качественный инвертор решают проблему.

• Воздействие ультрафиолета: солнце со временем «съедает» защитную плёнку на панели. Она мутнеет, желтеет, и сквозь неё проходит меньше света.

• Нагрев и остывание (термошоки). Каждый день панель греется днём и остывает ночью. Материалы сжимаются и расширяются. Со временем это может вызвать микротрещины в ячейках или пайке.

• Если защита нарушена, внутрь может попасть вода. Она окисляет контакты, разъедает металлические части.

• Локальный перегрев (hot spots). Если одну ячейку затенить (листом, птичьим помётом или тенью от трубы), она начнёт греться, потому что не вырабатывает ток, а работает «в нагрузку». Такие участки могут сильно перегреваться и разрушаться. В хороших панелях стоят диоды, которые это компенсируют.

• Окисление токоведущих дорожек. Проводящие полоски на поверхности тоже стареют, особенно в агрессивной среде, у химпредприятий или у моря. Они окисляются, и часть тока просто теряется.

Что с этим делать? Выбирать качественные панели, правильно их устанавливать, заземлять, следить за чистотой и не пренебрегать сервисным обслуживанием солнечных электростанций, делать осмотр минимум раз в год. Тогда панель не просто отработает заявленные 25 лет, а будет работать дольше и стабильнее.

От чего зависит реальный срок службы солнечных батарей и как его продлить: рекомендации от Atmosfera

Мощность солнечной панели со временем снижается. Это нормально, но степень потерь напрямую зависит от технологии, качества сборки, условий установки и эксплуатации. Разберем, какие факторы влияют на скорость деградации и что с этим делать.

Тип технологии панели

Не все панели одинаково устойчивы к старению.

• TOPCon и HJT самые стабильные: медленнее теряют мощность, лучше работают при высоких температурах и со временем деградируют меньше.

• PERC – массовый стандарт, стабильнее старых решений, но всё ещё подвержен частичной деградации.

• Поликристаллические панели устарели: стоят дешевле, но быстрее теряют мощность, особенно на жаре.

Если вы не хотите менять панели через 10–15 лет, выбирайте TOPCon или HJT, особенно для южных регионов.

Бренд и качество сборки

У крупных производителей (JA Solar, TW Solar, Longi, ZNSHINE, входят в список Tier 1 по версии BloombergNEF.), контроль качества реализован на всех этапах: от производства кремния до финальной упаковки панели. Пайка, ламинирование, тестирование автоматизированы. Это исключает типовые ошибки, которые возникают при ручной сборке.

Каждая панель проходит электролюминесцентный тест (ЭЛ), он показывает микротрещины в ячейках, которые не видны глазу. Также выполняется flash-тест, проверка мощности под нагрузкой. Эти данные вшиваются в паспорт панели, по ним можно сверить, соответствует ли заявленная мощность фактической.

Панели тестируют по стандартам IEC:

• на термошок (от –40°C до +85°C);

• устойчивость к влаге;

• градостойкость;

• УФ-облучение.

Некоторые модели проходят и независимые расширенные испытания. Это даёт понимание, как поведёт себя модуль через 10–20 лет в поле, а не только на бумаге.

У малоизвестных производителей таких тестов может не быть вовсе. Или они проводятся выборочно. Именно поэтому у «ноунейм» брендов нередко встречаются пожелтевшие плёнки, трещины в стекле, а срок эксплуатации солнечных панелей короче: падение мощности наблюдается уже через 5–7 лет.

Монтаж, уход и чистка

Если панели прижаты слишком плотно, нет вентиляции, или установлены с перекосом, старение наступает быстрее. Устанавливайте панели с воздушным зазором, учитывайте угол наклона (для самоочищения) и не крепите впритык к шиферу или металлочерепице. Доверяйте монтаж профессионалам с опытом и репутацией.

Хотя бы раз в год их нужно осматривать и промывать от пыли, листвы и налёта. Это продлевает срок службы и предотвращает локальный перегрев (hot spot). Особенно важно для южных и сельскохозяйственных районов.

Чистка весной это минимум, в идеале дважды в год, особенно если рядом есть деревья, дороги или поля.

Климат и среда: адаптируйтесь к условиям

На то, сколько служат солнечные панели при прочих равных, влияют условия в месте размещения. В степных регионах (Николаевская, Днепропетровская обл.) панели больше нагреваются, деградация идёт быстрее. В Карпатах или на севере прохладнее, влажность выше, но меньше тепловых нагрузок. В зонах с резкими перепадами (жара днём, холод ночью) быстрее появляются микротрещины.

Для жарких регионов выбирайте модели с низким температурным коэффициентом (TOPCon или HJT). В регионах с перепадами температур (между днём и ночью) – с прочным стеклом и качественной герметизацией. Берите панели с высоким классом ветровой/снеговой стойкости (указывается в характеристиках), особенно если установка проводится на крыше частного дома без экранирования.

Рядом с промышленными объектами, морем или в зоне интенсивного сельхозопыления используйте панели с антикоррозийной защитой (солнечные панели с маркировкой «salt mist/ammonia resistance») и очищайте их чаще, минимум дважды в год.

Инвертор и заземление

Плохая схема заземления или неподходящий инвертор могут спровоцировать PID-деградацию: часть тока «утекает» через стекло или раму панели. Это медленно, но стабильно снижает напряжение на выходе.

Используйте инверторы с функцией PID-профилактики (или компенсации), обязательно делайте грамотное заземление и следите за соответствием характеристик панели и оборудования.

Деламинация, разрушение слоя изнутри

В дешёвых панелях со временем может начаться расслоение (деламинация): защитная плёнка отслаивается от ячеек. Это нарушает герметичность и резко сокращает срок службы солнечных панелей, поскольку влага и кислород попадают внутрь. Проверяйте панели визуально раз в год: любые пузырьки, вздутия, пятна под стеклом это повод для диагностики.