Udržujte solární fotovoltaický systém: Pochopte očekávanou životnost solárních panelů

· Cenové trendy

Úvod:

Solární fotovoltaický systém se skládá z jednoho nebo více solárních panelů (také nazýván "solární modul") kombinovaných s měničem a dalšími elektrickými a řídicími systémy, systémy pro skladování energie atd. Tento článek podrobně představí komponenty fotovoltaického systému a faktory, které ovlivňují jeho životnost, čímž vás provede, jak lépe udržovat fotovoltaický systém a prodloužit jeho životnost.

Co je součástí fotovoltaického systému?

Solární panel (také nazýván "solární modul")

Solární panel je zařízení používané k zachycení slunečního světla a jeho přeměně na elektřinu. Také známý jako solární buňkové moduly nebo fotovoltaické panely, obvykle se skládají z několika solárních buňkových destiček, které využívají fotovoltaický efekt k přeměně solární energie na stejnosměrný elektrický proud.

Funkce: Hlavní funkcí solárních panelů je přeměnit světelnou energii na stejnosměrnou elektrickou energii.

TwiSun 390W--410W dvojitý skleněný celočerný fotovoltaický modul PERC 210mm 120 článků

Možné problémy:

(1)Výpadek proudu:

1). Nedostačující balení nebo eroze zadního panelu: Nedostačující balení nebo stárnoucí zadní panel může vést k poškození vlhkostí, což ovlivňuje výkon baterie. Vlhké a zatažené dny může měnič vypnout, což vyžaduje vrácení peněz nebo výměnu.

2). Vysoká teplota svařování: Nadměrná teplota svařování může poškodit články baterie, což vede k poklesu výkonu.

3). Nepravidelné plánování a design: Špatné plánování systému, nepravidelná instalace a nesprávné uzemnění mohou vést k skrytým trhlinám v baterii, což způsobuje efekt potenciálně indukované degradace (PID).

4). Úder blesku: Údery blesku mohou poškodit komponenty nebo způsobit zkraty diod v spojovacích krabicích, což vede k selhání komponentů.

(2)Odlupování solárních panelů:

1). Odlupování skla: Mezi sklem a články může dojít k odlupování kvůli vadám v adhezivním filmu nebo kontaminaci na povrchu skla.

2). Odlupování zadního panelu: Odlupování mezi články a zadním panelem může být způsobeno špatným výkonem EVA nebo selháním zadního panelu.

3). Nedostačující propletení: Nedostačující propletení laminací může vést k větším oblastem odlupování a postupnému selhání elektrických vlastností.

(3)Elektrické požáry:

1). Problémy s pájkováním laloků: Nadměrný odpor mezi pájkovými laloky baterie a svařovací páskou kvůli teplému a studenému namáhání může vést k elektrickým požárům.

2). Blokování a horká místa: Ptáčí trusy, listí, nečistoty a blokování plevelů mohou vést k horkým místům. Neodstranění je může způsobit postupně se zvyšující teploty a potenciální elektrické požáry.

(4)Šnečí vzory:

Vznik hnědých čar připomínajících stopy šneků na solárních panelech může nastat kvůli akumulaci vlhkosti, vadné stříbrné pastě během výroby baterie, nepružným bateriovým plátkům nebo vnějším silám během instalace.

Šnečí vzory

 

(5) Mikrotrhliny:

Malé mikrotrhliny, původně neviditelné pro oko, mohou se rozšiřovat kvůli tepelnému roztažení a smrštění, což potenciálně přeruší tok energie uvnitř solárního modulu a způsobí významný pokles výkonu.

Časování výměny: Obvykle může být výměna zvažována na konci životnosti solárního fotovoltaického panelu, až 25 let pro jednoskleněné moduly, až 30 let pro sklo-sklo. Alternativně může být nutná dřívější výměna, pokud je viditelné poškození, rozbité sklo, trhliny, degradace výkonu (obvykle pod 80% jmenovitého výkonu) nebo vážné problémy s horkými místy.

Mikrotrhliny

Čas výměny:

Jednoskleněné solární panely mohou vydržet až 25 let a sklo-sklo solární panely dokonce až 30 let, ale skutečná životnost závisí na řadě faktorů, včetně kvality výroby, prostředí, ve kterém jsou používány, a úrovně údržby. Obvykle výkon solárních panelů v prvních několika letech mírně klesá a v následujících letech se toto snižování zpomaluje. V případě vážného poškození nebo elektrických problémů může být nutné vyměnit část nebo celý solární panel dříve. Údržba a pravidelné čištění mohou prodloužit životnost vašich solárních panelů a pravidelné kontroly a údržba mohou pomoci včas rozpoznat potenciální problémy.

Měnič

Měnič je zařízení používané k přeměně stejnosměrné elektrické energie generované solárními panely na střídavou elektrickou energii, kterou lze využívat v elektrické síti nebo v domácích spotřebičích.

Funkce: Měnič plní funkci přeměny proudu z DC na AC.

Možné problémy: Selhání vnitřní elektroniky, nadměrná teplota, špatné větrání nebo nadměrná vlhkost.

Čas výměny: Měniče obvykle potřebují vyměnit na konci své životnosti (obvykle mezi 10 a 15 lety). Kromě toho může být nutné jej vyměnit dříve, pokud se objeví problémy, jako jsou výpadky proudu, snížený výkon, abnormální hluky nebo zobrazené chybové kódy.

Měniče obvykle potřebují vyměnit na konci své životnosti (obvykle mezi 10 a 15 lety).

Montážní a nosné konstrukce

Montážní konzola fotovoltaiky (solární buňky) je konstrukce určená k podpoře a umístění solárních panelů.

Funkce: Podpora solárních panelů: Hlavní funkcí montážní konzoly PV je poskytnout stabilní platformu pro montáž solárních panelů tak, aby mohly být nasměrovány k slunci a zachytit solární energii.

1). Nastavení úhlu: Montáže jsou často navrženy s nastavitelným úhlem, aby se zajistilo, že solární panely budou směřovat k slunci pod optimálním úhlem pro maximalizaci výroby energie v různých ročních obdobích a časových obdobích.

2). Zabezpečení a ochrana: Stojany zabezpečují solární panely, aby byly chráněny před větrem, deštěm a dalšími přírodními prvky.

Problémy, které se obvykle vyskytují:

1). Korozní útoky a rez: Při dlouhodobém vystavení venkovnímu prostředí může být konzola postižena korozí a rezavěním. To může snížit její pevnost a stabilitu.

2). Únava materiálu: Konzola nese váhu solárních panelů, takže může dojít k únavě materiálu, zejména pokud je vystavena častým větrům nebo jiným zátěžím.

3). Problémy s pozicováním: Pokud konzola není správně nakloněna nebo není přesně orientována ke slunci, může být snížena účinnost solárního panelu.

4). Uvolněné šrouby a problémy s připojením: Montáže se obvykle skládají z mnoha šroubů, matic a konektorů a tyto spojovací části se mohou uvolnit, což způsobí nestabilitu montáže.

Čas výměny:

Doba výměny konzoly závisí na několika faktorech, včetně kvality konzoly, materiálu, prostředí, ve kterém je používána, a úrovně údržby. Obecně jsou montáže PV navrženy tak, aby měly dlouhou životnost 20 let nebo více. Pravidelná údržba a kontroly však jsou klíčové pro prodloužení životnosti montáže. Pokud montáž projevuje vážnou korozní útok, únavu materiálu, problémy s pozicováním nebo jiné vážné poškození, může být nutné ji dříve vyměnit. Obecně se doporučuje, aby montáže PV byly udržovány a kontrolovány každých několik let, aby byla zajištěna jejich bezpečnost a výkon.

Doba výměny konzoly závisí na několika faktorech

Kabely a konektory

Kabely jsou izolované dráty používané k přenosu elektrické energie, zatímco konektory jsou elektronické komponenty používané k připojení kabelů k elektronickým zařízením.

Funkce: Přenos proudu a datových signálů a zajištění spojení mezi komponenty.

Možné problémy: Zhoršené kabely, uvolněná spojení, korozní útoky nebo přerušení.

Doba výměny: Při zjištění zhoršení, korozních útoků, přerušení, selhání spojení nebo uvolnění je třeba zvážit výměnu kabelů a konektorů. Pravidelná kontrola a údržba může tyto problémy včas odhalit.

Monitorovací systém

Funkce:

1). Monitorování výkonnosti: Monitorovací systém sleduje výkonnost solárních panelů a měničů, včetně parametrů, jako jsou produkce energie, napětí, proud a teplota.

2). Detekce závad: Monitorovací systém detekuje systémové závady, selhání modulů nebo problémy s elektrickou sítí a upozorní pracovníky O&M, aby mohli včas zasáhnout a problém vyřešit.

Aktuální data: Poskytuje data v reálném čase a analýzu trendů, která pomáhá pracovníkům O&M porozumět výkonnosti systému a rozhodovat se o zlepšení produkce energie.

3). Zprávy a upozornění: Generuje výkonnostní zprávy a upozornění, takže uživatelé mohou být informováni o stavu systému a v případě potřeby zasáhnout.

4). Vzdálený monitoring: Umožňuje uživatelům přístup k datům o výkonnosti systému z vzdálených míst pro monitorování a správu v reálném čase.

Problémy, které mohou nastat:

1). Komunikační problémy: Komunikační spojení může být mimo provoz, což brání monitorovacímu systému v příjmu dat nebo v odesílání výstrah.

Selhání senzorů: Senzory nebo monitorovací zařízení mohou selhat, což vede k chybným datům nebo ztrátě dat.

2). Problémy s ukládáním dat: Mohou nastat problémy s zařízením pro ukládání a zpracování dat, což vede ke ztrátě nebo ne přístupným datům.

3). Aktualizace softwaru: Software vyžaduje pravidelné aktualizace pro zachování kompatibility se systémem, ale aktualizace mohou přinést nové problémy.

Doba výměny:

Doba výměny monitorovacího systému závisí na řadě faktorů, včetně kvality systému, udržitelnosti, pokroků v technologii a úrovně údržby. Typicky může být potřeba vyměnit hardware a senzory monitorovacího systému PV za přibližně 10 až 15 let, aby bylo možné přizpůsobit se nové technologii a zajistit konzistentní výkonnost. Softwarová komponenta musí být pravidelně aktualizována, aby byla kompatibilní s nejnovějšími operačními systémy a protokoly.

Co jsou faktory ovlivňující životnost solárního fotovoltaického systému?

Faktory ovlivňující solární moduly:

1. Typ solární buňky

Monokrystalické buňky tvoří většinu solárních buněk na trhu. Existují dva hlavní typy těchto monokrystalických buněk: P-typ a N-typ. Oba typy buněk mají předpokládanou životnost mezi 25 a 30 lety, ale jejich rychlost rozkladu se s časem významně mění, zejména proto, že buňky N-typu se vyrábějí jinak.

Degradace způsobená napětím (PID) a degradace způsobená světlem (LID) jsou dva typy degradace, kterým buňky N-typu lépe odolávají. PID nastává za určitých podmínek, což znamená, že napětový potenciál a uzemnění solární buňky způsobí, že bude méně efektivní. Na druhou stranu LID je krátkodobá ztráta výkonu, která nastává, když je modul poprvé vystaven slunečnímu záření.

V tomto případě buňky N-typu vydrží déle než buňky P-typu, protože mají menší pravděpodobnost výskytu defektů boron-kyslík, které jsou hlavní příčinou LID u buněk P-typu. Navíc baterie N-typu používají fosfor místo boru, což je činí odolnějšími vůči PID.

V důsledku toho mají baterie N-typu mírnou výhodu při srovnání jejich trvání a nepřetržitého provozu. Je to proto, že jsou odolnější vůči těmto degradačním procesům.

2. Teplota

Solární panely nejlépe pracují mezi 15°C a 35°C a jsou snadno ovlivněny vysokými a nízkými teplotami.

Vysoké teploty (35℃+) mají na fotovoltaické moduly řadu účinků.

1). Snížení výkonu: Vysoká teplota způsobí pokles napětí solárního panelu, čímž se snižuje jeho schopnost vytvářet energii.

2). Snížená účinnost: Vysoká teplota snižuje elektronickou vodivost solárních panelů, snižuje účinnost přeměny světelné energie na elektrickou a zhoršuje výkon solárních panelů.

3). Zkrácená životnost: Dlouhodobá expozice vysokým teplotám může způsobit stárnutí materiálů bateriových panelů a jiných komponentů, což zkracuje jejich životnost a vyžaduje častější údržbu a dřívější výměnu.

4). Efekt PID: Ve vysokoteplotním prostředí může potenciální indukční efekt (PID) způsobit pokles výkonnosti solárního panelu, protože náboj v komponentě uniká.

5). Tepelná expanze: Solární panely a jejich podpůrné konstrukce se při vysokých teplotách rozšiřují, což může způsobit napětí a namáhání mezi komponenty a tím zvyšovat riziko poškození.

Návrh:

1). Správná instalace a umístění: Vyberte vhodné místo pro instalaci, abyste zajistili, že vaše solární panely využijí sluneční světlo naplno. Správný sklon a orientace solárního panelu může snížit riziko přehřátí.

2). Ventilace a odvod tepla: Udržujte oblast kolem vašich solárních panelů dobře větranou, aby se pomohlo odvádět teplo. Správná ventilace může snížit tempo, jakým teploty stoupají.

3). Chladící systém: U velkých solárních systémů lze zvážit chladící systémy, aby se snížila teplota solárních panelů. To může zahrnovat vodní chlazení nebo jiné aktivní chladící technologie.

Nízká teplota (< 0℃) rovněž ovlivňuje fotovoltaické moduly:

1). Výstupní výkon klesá: Při nízkých teplotách obvykle napětí solárních panelů stoupá, ale proud klesá, což způsobuje pokles výstupního výkonu panelů. To znamená, že v chladném počasí mohou solární panely produkovat méně elektrické energie.

2). Křehkost: Nízké teploty mohou způsobit, že solární panely a podpůrné konstrukce se stanou křehčími, což zvyšuje riziko poškození. V extrémně chladných oblastech může to vést k trhlinám z mrazu nebo ke strukturálním problémům.

3). Pokrytí sněhem: V chladných oblastech mohou být solární panely pokryty sněhem, což blokuje sluneční světlo a snižuje výrobu elektrické energie. Hmotnost sněhu může také způsobit další zátěž na komponenty.

Návrh:

1). Pravidelné čištění: Pravidelně kontrolujte a odstraňujte sníh, led nebo jiné nečistoty, aby byl povrch panelu stále čistý pro efektivní solární absorpci.

2). Použijte protimrazové povlaky: Aplikujte protimrazové povlaky na povrch panelů, aby se minimalizovaly účinky mrazu a zároveň se zvýšila průhlednost pro lepší solární absorpci.

Prach:

Látky, které se hromadí na povrchu PV panelů, mohou proniknout dovnitř solárních panelů skrze mezery mezi rámy, čímž se zkracuje životnost panelů.

Nečistoty na povrchu PV panelů blokují výrobu elektrické energie a zastíněné solární moduly se zahřívají, vytvářeje tak efekt horkého místa. Tento efekt může vážně poškodit solární buňku, urychlit stárnutí modulu, snížit jeho životnost a dokonce způsobit závadu nebo požár.

Nečistoty na povrchu PV panelů blokují výrobu elektrické energie a zastíněné solární moduly se zahřívají

Návrh:

1). Pravidelné čištění: Pravidelně čistěte povrch solárního panelu, abyste odstranili nahromaděný prach a nečistoty. Pro čištění použijte měkký kartáč, vodu a neabrazivní čisticí prostředek. Při čištění buďte opatrní, aby nedošlo k poškrábání povrchu panelu.

2). Sklon při instalaci: Při instalaci panelů použijte střední sklon, což pomáhá odstranit prach a nečistoty deštěm nebo větrem. To pomáhá minimalizovat šanci na hromadění prachu.

3). Použití odolných proti prachu nátěrů: Použijte nátěry odolné proti prachu nebo proti usazeninám na povrch panelu, aby se minimalizovalo přilnavost prachu a hromadění nečistot. Tyto nátěry zvyšují průhlednost panelu, což zase zvyšuje množství vyráběné energie. Je také možné použít samočistící sklo, které je novinkou na trhu, s nano-nátěrem na povrchu, což může být samočistící a hydrofobní, oleofobní a významně snižuje dopad na výrobu energie modulu.

Vlhkost:

1). Koroze a oxidace: Vlhkost ve vysokovlhkém prostředí může vyvolat korozi a oxidaci, což ovlivní kovové a elektronické součásti solárního panelu. To může snížit výkon a životnost modulů.

2). Elektrické úniky: Vlhkost a vlhkost mohou způsobit problémy s elektrickými úniky, zejména v oblastech, jako jsou konektory, dráty a elektrické kontakty. To může vést ke ztrátě elektrické energie a snížení výkonu panelu.

3). Efekt PID: Vlhkost někdy může podpořit výskyt potenciálně indukovaných efektů (PID), jev, který snižuje výkon bateriových panelů.

4). Kontaminace skla: Ve vysokovlhkém prostředí se mohou na povrchu skla hromadit kontaminanty, jako jsou vodní kapky, prach, nečistoty atd., což může snížit propustnost solárních panelů, což snižuje absorpci světla a výrobu elektrické energie.

5). Problémy s izolací: Ve vlhkém prostředí mohou být izolační materiály méně účinné, což může vést ke zkratům nebo únikům mezi elektronickými komponenty.

Návrh:

1). Uzavřený a vodotěsný design: Vyberte solární panely a montážní systém s dobrým těsněním a vodotěsným výkonem, aby se zabránilo pronikání vlhkosti dovnitř modulu. Klíčem k vodotěsnosti je použití vrstvy ethylen-vinylacetátu (EVA) mezi solárními články, sklem a zadní stranou. Tato vrstva kapsulace hraje klíčovou roli v ochraně článků před vniknutím vlhkosti. Hrany modulu jsou utěsněny speciálními páskami nebo těsnicími látkami a krabice na zadní straně je vodotěsná s utěsněnými kryty a konektory. Použití odolných materiálů, jako je TPT (Tedlar-Polyester-Tedlar) nebo PET pro zadní desku, dále zajišťuje ochranu před vlhkostí.

2). Pravidelná kontrola a údržba: Pravidelně kontrolujte panely, dráty a konektory, abyste se ujistili, že nejsou vlhké nebo poškozené. Opravujte problémy hned, jakmile je najdete.

3). Správná instalace: Ujistěte se, že panely jsou správně nainstalovány a nakloněny tak, aby dešťová voda mohla hladce odtékat bez hromadění na modulu.

4). Ventilace: Ujistěte se, že na spodní straně panelů je dostatečný ventilační prostor, aby se minimalizovalo hromadění vlhkosti. Správná ventilace pomáhá snižovat vlhkost.

Faktory ovlivňující měnič:

1. Vnitřní teplota měniče

Teplota uvnitř měniče je jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících životnost měniče. Nadměrná teplota sníží výkon a životnost komponent. Kapacita uvnitř měniče je klíčovým faktorem ovlivňujícím životnost měniče. Existuje nejjednodušší základní princip: zákon deseti stupňů říká, že při snížení teploty o každých 10 stupňů se životnost kondenzátoru zdvojnásobí; při zvýšení teploty o každých 10 stupňů se životnost kondenzátoru sníží na polovinu.

Vnitřní teplota měniče

2. Vstupní napěťové a proudové parametry měniče

Nesprávně sladěné vstupní napěťové a proudové parametry měniče mohou také ovlivnit životnost měniče. Čím vyšší je napětí nebo proud vnitřních komponent měniče, tím kratší je životnost komponent. Vezměme si jako příklad měnič série MAX 100-125KTL3-X, vstupní pracovní napěťový rozsah tohoto měniče je 200-1000V, všechny měniče pracují v tomto rozsahu, stejný vstupní výkon komponent, příliš nízké vstupní napětí způsobí příliš vysoký proud, blízký kritickému stavu, pokud je vstupní napětí příliš vysoké, proud se sníží, ale napětí je právě blízké kritickému stavu. V tomto případě to nejen ovlivní výrobní účinnost měniče, ale také ovlivní jeho životnost.