Научно-технический прогресс делает для нас доступным неизведанное, и помогает создавать совершенно новые по функционалу и назначению вещи. Одни изобретения решают наши проблемы. Другие — добавляют комфорта, изменяя каждый момент нашей жизни.
Одним из таких изобретений 20 века можно смело назвать солнечные батареи. Они способны обеспечивать электрической энергией в отдаленных от цивилизации местах, в далеком космосе и даже там, где мало солнечного света. Преимущества использования энергии солнца неоспоримы.
В зависимости от своей мощности, солнечные панели могут помогать решать задачи различной степени сложности: от обычного освещения улицы до возможности сделать крышу собственного дома местом реального дохода.
В статье мы рассмотрим строение солнечной панели и причины, влияющие на потери их производительности.
Конструкция солнечной панели:
• кремниевые пластины (cell);
• защитное стекло;
• основа для размещения кремниевых пластин;
• рама из анодированного алюминия;
• коннекторы для коммутации (плюсовой и минусовой выход).
Простота конструкции позволяет панелям работать несколько десятилетий без каких-либо проблем. Стандартная гарантия от производителей солнечных батарей, по состоянию на май 2019 года, составляет 25 лет. Возраст первой в мире фотоэлектрической панели — 60 лет, и она еще работает до сих пор.
Эффективность фотоэлектрических панелей зависит от их качества, условий размещения и профессионализма настройки всей системы. Но даже качественные солнечные панели могут потерять свою производительность в процессе эксплуатации.
Причины потери производительности
Снижение производительности — это, прежде всего, потери прямого дохода для владельца солнечной станции. Приведем несколько причин.
Солнечные батареи со временем теряют свою первоначальную мощность. Производительность электростанции снижается из-за снижения интенсивности УФ-излучения и воздействия экстремальных погодных условий. К счастью, в наших широтах интенсивность УФ-излучения низкая, и мы редко сталкиваемся с ураганами, смерчами или песчаными бурями. К реальным климатическим условиям, влияющим на долговечность фотоэлектрических панелей, относятся:
1. Высокие температуры. Солнечные батареи теряют свою эффективность в жаркие летние дни, что способствует их интенсивному износу! Солнечные батареи теряют в среднем около 1% эффективности в год, что считается хорошим показателем качества.
2. Град. Солнечная батарея, изготовленная по современным стандартам, может выдержать довольно мощный град. Большинство производителей указывают, какой именно град или шторм может выдержать их продукция. Однако довольно большая буря может нанести значительный ущерб даже очень хорошим стеклянным модулям. В Европе эту проблему минимизируют благодаря приобретению соответствующего полиса страхования.
3. Замерзание талой воды. Фотоэлектрический модуль, в целом, работает лучше зимой. Снег, как правило, сходит с солнечных панелей под воздействием солнечного света. Однако, при определенных условиях, например, пологом угле расположения солнечных батарей, на панелях может замерзать вода, которая при расширении повреждает поверхность панели.
4. Трещины и микротрещины на фотоэлементах. Эта проблема встречается едва ли не чаще других. Причем это основная причина потери мощности фотоэлектрических панелей. Трещины могут иметь различный характер и возникать как из-за неправильной установки оборудования, так и из-за механических повреждений. Большие трещины можно обнаружить во время обычной очистки панелей. Выявление микротрещин возможно только благодаря специальному методу инфракрасного теста.
5. Горячие точки или ячейки нагрева. Горячие точки — это отдельные участки солнечной батареи с повышенной температурой. Местное повышение температуры отдельного участка является причиной снижения эффективности и ускоряет старение всей панели. Для того чтобы предотвратить образование горячих точек, стоит на этапе монтажа избегать установки панелей в затененных местах и регулярно их мыть.
6. Деламинирование. Так называется отслойка специальной пленки на основе пластика, которая защищает солнечные батареи от чрезмерной влажности или повреждений. Деламинирование может стать причиной не только потери производительности одного фотомодуля, но и выхода из строя части солнечной электростанции. Объясняется это спецификой коммутации солнечных панелей (параллельное или последовательное соединение). Следствием может стать короткое замыкание неизолированных контактов солнечной батареи.
7. Браунинг или просто выгорание — это процесс, который является следствием химического взаимодействия несовместимых компонентов. Поэтому фотоэлектрические модули могут перегреваться и уменьшать свою эффективность.
8. Разгерметизация. Специальное закаленное стекло способствует более длительному сроку эксплуатации монокристаллических и поликристаллических солнечных панелей. Для полной устойчивости к влаге производители используют специальные герметики. Герметизируются стык алюминиевой рамы и стекла, электротехническая монтажная коробка. Сам факт разгерметизации говорит о том, что при производстве или установке солнечных панелей были нарушены технологические требования.
9. Деформация. Такая проблема может возникнуть, если при производстве солнечных фотомодулей были использованы низкокачественные комплектующие, например, профиль. Если под влиянием погодных условий деформировался фотомодуль, нужно его заменить.
Как долго работает солнечная батарея?
Все фотоэлектрические панели любого производителя должны иметь гарантию выходной мощности. Большинство марок солнечных панелей предлагают 25-30-летнюю гарантию производительности. Однако ключевой ценностью, включенной в такую гарантию, является величина потери эффективности панели, которая возникает со временем. Чем ниже уровень потерь эффективности, тем лучше.
Если выбранная вами торговая марка указывает на потерю производительности в диапазоне от -0,35% до -0,5% годовых, то ваша солнечная панель потеряет более 7% своей эффективности через 10 лет при нормальных эксплуатационных условиях. Таким образом, через 25 лет их эффективность должна быть более 80% при максимальной мощности.
Как устранить проблемы и дефекты солнечных батарей?
Нереально проследить весь процесс производства, доставки и монтажа солнечных батарей. Ошибка на любом этапе, так или иначе, найдет свое отражение на производительности солнечной электростанции. Но для того, чтобы предотвратить возникновение дефектов и максимально устранить причины потери производительности нужно выбирать оборудование от проверенных производителей и заказывать выполнение комплексных работ «под ключ» в одной компании. Также нужно обеспечивать своевременный сервисный осмотр и диагностику производительности солнечных батарей и соблюдать основные правила эксплуатации и ухода за оборудованием.
