Żywotność modułów dłuższa niż szacowano – badanie dot. degradacji ogniw fotowoltaicznych

Inwestując w fotowoltaikę, poza kwestiami środowiskowymi, kierujemy się oszczędnościami, jakie instalacja może nam przynieść. Chcąc zyskać na takiej inwestycji jak najwięcej, powinniśmy zadbać o zakup dobrego sprzętu, cechującego się jak największą wydajnością. Ta zaś zależy głównie od jakości wykonania, lokalizacji, a także żywotności.

Moduły, które nie posiadają żadnych wad fabrycznych ani szkód wyrządzonych w trakcie eksploatacji (np. przez ekstremalne warunki pogodowe) potrafią pracować przez długie lata, praktycznie nie wymagając przy tym konserwacji. Badania wykonywane na panelach poprzedniej generacji wskazują, że powinny one pracować przez min. 25 lat. Można więc założyć, że obecnie produkowane moduły będą charakteryzować się jeszcze niższym stopniem degradacji.

Badanie degradacji ogniw fotowoltaicznych

Naukowcy z Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią przy Polskiej Akademii Nauk zbadali stopień zużycia ogniw fotowoltaicznych. W odróżnieniu od istniejących już badań skupiających się na degradacji modułów fotowoltaicznych, polscy naukowcy przeprowadzili analizę na przykładzie nie jednej, a dwóch instalacji fotowoltaicznych, modyfikując używaną do tej pory metodologię obliczania spadku wydajności. Pierwsza instalacja zbudowana była z paneli Suntech 150 Wp o łącznej mocy 37,8 kWp, zaś druga z paneli Suntech 165 Wp o mocy 18,48 kWp. Obie instalacje miały podobne konstrukcje pod względem nachylenia oraz położenia w stosunku do kierunku południowego. Obie znajdowały się też w niemieckim mieście Sinsheim, co gwarantowało porównywalne warunki atmosferyczne w czasie eksploatacji. Większa instalacja pracowała 16 lat, mniejsza – 15.

Do badań wykorzystano metodę HDKR oraz oprogramowanie HOMER amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej. To pozwoliło wyeliminować wpływ zmiennych warunków pogodowych na wyniki w zakresie spadku wydajności fotowoltaiki na przestrzeni lat.

Obie instalacje badano w okresie lat 2004-2021. W tym czasie ich wydajność wahała się między 900 a 1000 kWh rocznie. W badanym czasie wyprodukowały łącznie 958 MWh energii elektrycznej.

Żywotność modułów dłuższa niż szacowano?

Jak wynika z artykułu zawierającego wyniki badań, opublikowanego na łamach Applied Energy, żywotność modułów okazała się wyższa niż początkowo przypuszczano. Naukowcy odnotowali, że w ciągu pierwszych lat rzeczywista produktywność ogniw wynosiła 95,8% dla większej instalacji oraz 96,8% dla mniejszej. Pod koniec okresu badań wartości te wynosiły kolejno: 93,9% oraz 93,8%. To oznacza, że degradacja mocy badanych systemów po kilkunastu latach wyniosła 1,9% oraz 2,9%. Przeliczając, jest to 0,11% rocznie w przypadku większej instalacji oraz 0,2% dla systemu mniejszego.

Wyniki te okazały się zatem korzystniejsze niż szacowano w różnych publikacjach do tej pory.

Panele nowej generacji to dłuższy okres oszczędności

Współczesne panele tworzy się ze szczególną dbałością o odporność i wytrzymałość materiałów, które mają chronić przed ekstremalnymi warunkami atmosferycznymi. To pozytywnie wpływa na wskaźniki degradacji modułów, o czym świadczą też przedstawione wyżej badania. Pamiętajmy, że dłuższa żywotność paneli to dłuższy czas ich pracy, a tym samym większe oszczędności dla właścicieli instalacji.

Naukowcy z Polskiej Akademii Nauk mają w planach prowadzić kolejne badania. Chcą zbadać kwestię produktywności paneli, lecz tym razem przy użyciu metod innych niż HOMER oraz w dłuższym okresie. Planują także przeprowadzenie badań na wielkoskalowych farmach fotowoltaicznych.