Τι είναι η ζωή της ηλιακής ενέργειας;

Η οικονομική διάρκεια ζωής των φωτοβολταϊκών συστημάτων συχνά καθορίζεται με βάση ένα πρότυπο 25 ετών, καθώς αυτό συνάδει με τις εγγυήσεις και τα χρονικά πλαίσια επιδότησης. Ωστόσο, η φυσική διάρκεια ζωής είναι συχνά πολύ μεγαλύτερη από 25 χρόνια.

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα (ΦΒ) θεωρούνταν ως μια αναδυόμενη τεχνολογία. Τώρα, δεκαετίες λειτουργικής εμπειρίας και τεχνολογικών βελτιώσεων έχουν αποδείξει τη μεγάλη διάρκεια ζωής των φωτοβολταϊκών συστημάτων. Οι γνώσεις του κλάδου και οι πρόσφατες μελέτες δείχνουν ότι τα φωτοβολταϊκά συστήματα μπορούν να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια για 25 έως 35 συν χρόνια με σωστή συντήρηση και ποιότητα εξαρτημάτων, αποδεικνύοντας ότι πολλές από τις υποθέσεις μας σχετικά με το προσδόκιμο ζωής και την αντοχή των φωτοβολταϊκών συστημάτων είναι λανθασμένες!

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα αποτελούνται από μια ποικιλία εξαρτημάτων όπως ηλιακά πάνελ, μετατροπείς, συστήματα τοποθέτησης και καλωδιώσεις. Κάθε συστατικό έχει διαφορετική διάρκεια ζωής:

 

01

 

Ηλιακά πάνελ

Τα πάνελ υψηλής ποιότητας-με-τιμούν περίπου 0,3% - 0.8% ετησίως και τα περισσότερα θα έχουν απόδοση άνω του 80% μετά από 25 χρόνια ή περισσότερα.

 

02

 

Μετατροπείς

Οι μετατροπείς συνήθως διαρκούν μεταξύ 10-15 ετών και μπορούν να αντικατασταθούν μία ή περισσότερες φορές στον κύκλο ζωής των συστημάτων.

 

03

 

Συστήματα τοποθέτησης και καλώδια

Τα συστήματα τοποθέτησης από γαλβανισμένο χάλυβα ή αλουμίνιο και καλώδια ανθεκτικά στην υπεριώδη ακτινοβολία (UV) μπορούν να διαρκέσουν περισσότερα από 30 χρόνια.

Σημαντικά στοιχεία που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του φωτοβολταϊκού συστήματος

1.

Ποιότητα εξαρτημάτων

 Ηλιακά πάνελ:Όταν πρόκειται για τα ηλιακά πάνελ, τα πάνελ υψηλής ποιότητας-θα υποβαθμίζονται με ρυθμό περίπου 0,3% - 0.8% ετησίως. Τα πάνελ θα πρέπει να έχουν πάνω από το 80% της απόδοσής τους μετά από 25 χρόνια. Εργαστήρια όπως το TÜV Rheinland διαθέτουν πιστοποιήσεις για πάνελ σχεδιασμένα για ακραία περιβάλλοντα (όπως μια έρημος όπου η έκθεση στην υπεριώδη ακτινοβολία μαζί με τις ακραίες θερμοκρασίες πιθανότατα θα καταστρέψουν ένα πάνελ πιο γρήγορα).

 Μετατροπείς: Τα στοιχεία του μετατροπέα λειτουργούν συνήθως για 10 - 15 χρόνια και αναμένονται αντικαταστάσεις κατά τη διάρκεια ζωής ενός συστήματος. Τα μοντέλα μικρομετατροπέων ή μετατροπέων υψηλών προδιαγραφών μπορεί μερικές φορές να διαρκέσουν περισσότερο από 20 χρόνια.

 Συστήματα τοποθέτησης & καλωδίωση: Τα συστήματα τοποθέτησης που αποτελούνται συνήθως από αλουμίνιο ή γαλβανισμένο χάλυβα διαρκούν 30 χρόνια + καθώς και η καλωδίωση (ανθεκτικά στην υπεριώδη ακτινοβολία) θα διαρκέσει όσο οποιοδήποτε ηλιακό σύστημα είναι ενσωματωμένο.

2.

Περιβαλλοντικοί Παράγοντες

Συστήματα που λειτουργούν σε περιοχές με υψηλή ακτινοβολία UV (π.χ. έρημοι) θα υποβαθμιστούν ταχύτερα από τα συστήματα που βρίσκονται σε μέτρια κλίματα. Πολύ ζεστά περιβάλλοντα εκφόρτισης ή υψηλής υπεριώδους ακτινοβολίας μπορεί να οδηγήσουν σε επιταχυνόμενη υποβάθμιση/φωτοαποδόμηση για ένα πάνελ που περιλαμβάνει φαινόμενα PID (δυνητική επαγόμενη υποβάθμιση). Οι σχηματισμοί εστιών από σκίαση ή ρύπανση μειώνουν την απόδοση και επιδεινώνουν τη θερμική αδράνεια εάν αγνοηθούν.

3.

Τακτικές Πρακτικές Συντήρησης

Ο τακτικός καθαρισμός ενός συστήματος, ο έλεγχος των καμπυλών IV και οι θερμικές επιθεωρήσεις υπερύθρων μέσω drone μπορούν να βοηθήσουν στη διαχείριση προβλημάτων απόδοσης όπως η συσσώρευση σκόνης-και η διάβρωση. Έχουν γίνει μελέτες που επιβεβαιώνουν ότι η προληπτική (λειτουργίες και συντήρηση) μπορεί να βελτιώσει την απόδοση κατά 5 - 10 % και να επιμηκύνει τη διάρκεια ζωής του συστήματος κατά 3 - 5 χρόνια.

Ιστορικά παραδείγματα:
Η μονάδα ισχύος 340 kW της Ισπανίας λειτουργεί από το 1984, παρουσιάζοντας μόνο 0,2% ετήσια υποβάθμιση. Επιπλέον, ο παλαιότερος φωτοβολταϊκός σταθμός της Κίνας στην επαρχία Gansu παράγει ενέργεια για 37 χρόνια μαζί με περιορισμένη συντήρηση.

Εργαστηριακά στοιχεία:
Το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley μελέτησε πρόσφατα έργα φωτοβολταϊκών και διαπίστωσε ότι η ηλικία των φωτοβολταϊκών έργων θα επιμηκυνθεί από 21,5 χρόνια ζωής κατά μέσο όρο το 2007 σε 32,5 χρόνια ζωής το 2019.

Προγνωστική Συντήρηση: Οι πλατφόρμες με τεχνητή νοημοσύνη-αναλύουν δεδομένα πραγματικού-χρόνου για να προβλέψουν την αστοχία (για παράδειγμα, αστοχία μετατροπέα) περίπου 4 έως 8 ώρες νωρίτερα, μειώνοντας το χρόνο διακοπής λειτουργίας κατά 60%
Ρομποτικός καθαρισμός: Αυτόνομα drones και λιγότερο νερό-εντατικές υπηρεσίες καθαρισμού, καταπολέμηση της σκόνης σε ξηρές περιοχές και η μειωμένη απώλεια παραγωγής είναι 6% έως 15% ετησίως
Ανακύκλωση και μετασκευή: Τελικά, και μέχρι το 2030, περίπου το 90% των υλικών πάνελ (γυαλί, πυρίτιο, αλουμίνιο) θα είναι επαναχρησιμοποιήσιμα. Τα παροπλισμένα πάνελ έχουν επαναχρησιμοποιηθεί σε φωτισμό εκτός δικτύου ή δομικό υλικό.

Οικονομικές Θεωρήσεις
Τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι ικανά να διαρκέσουν πολύ περισσότερο από 30 χρόνια, αν και η οικονομική ζωή είναι 25 χρόνια λόγω της διάρκειας εγγύησης και της περιόδου επιδότησης (η τροφοδοσία-στην τιμολογιακή πολιτική της Κίνας για παράδειγμα είναι μόνο 20 χρόνια). Μετά τη λήξη της εγγύησης, το φωτοβολταϊκό σύστημα μπορεί να συντηρηθεί οικονομικά (τακτοποιημένο), ωστόσο, ορισμένα εξαρτήματα μπορεί να χρειάζονται αντικατάσταση ή συντήρηση για να φτάσουν τα 30 χρόνια αποτελεσματικής απόδοσης, καθώς το λειτουργικό κόστος είναι πολύ χαμηλό.

Τα φωτοβολταϊκά συστήματα είναι ικανά να ξεπεράσουν τον πρώιμο σκεπτικισμό σχετικά με τη μακροχρόνια ανθεκτικότητα, ωστόσο, όπως είπε η Dr. Elena Rodriguez, από την International Solar Energy Society: "Τα δεδομένα είναι προφανή: Τα φωτοβολταϊκά έχουν σχεδιαστεί για να προσφέρουν δεκαετίες παραγωγής. Η επόμενη πρόκληση είναι να βρεθούν τα μέσα για τη δημιουργία του σωστού είδους ανακύκλωσης και έξυπνης συντήρησης για να διατηρηθεί η λειτουργία πέρα ​​από την προβλεπόμενη διάρκεια ζωής."