ما هي مدة صلاحية الألواح الشمسية على أسطح المنازل؟ هذه الأسباب حاسمة.

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Furnizor centrală portabilă

هناك مجموعة متنوعة من العوامل التي تؤثر على عمر إنتاج اللوحة الشمسية السكنية. في الجزء الأول من هذه السلسلة، سوف نقدم لكم اللوحة الشمسية نفسها. تُباع الألواح الشمسية السكنية عادةً بقروض طويلة الأجل أو بنظام التأجير، ولكن ما هي مدة صلاحيتها؟ يعتمد عمر الألواح على عدة عوامل، منها المناخ، وأنواع الوحدات، وأنظمة الرفوف المستخدمة، وغيرها من الاعتبارات.

على الرغم من أن اللوحة نفسها ليس لها "تاريخ انتهاء" محدد، فإن خسارة الإنتاج عادة ما تجبر المعدات على التخلص منها بمرور الوقت. عند اتخاذ قرار بشأن ما إذا كان سيتم تشغيل اللوحة الخاصة بك لمدة تتراوح بين 20 إلى 30 عامًا في المستقبل، فإن مراقبة مستوى الناتج هو أفضل طريقة لاتخاذ قرار حكيم. مشكلة التدهور وفقًا لبيانات المختبر الوطني للطاقة المتجددة (NREL)، فإن فقدان الإنتاج بمرور الوقت يشار إليه بالتدهور، وعادةً ما يكون انخفاضًا بنحو 0.

5% سنويا. يعتقد المصنعون عادة أن الفترة من 25 إلى 30 عامًا هي نقطة زمنية يحدث فيها تدهور كافٍ. في هذا الوقت، قد يكون من المفيد النظر في استبدال اللوحة.

وقالت شركة الطاقة المتجددة الوطنية إن معايير صناعة التصنيع والضمان هي 25 عامًا من الوحدات الشمسية. إذا أخذنا في الاعتبار 0.5% من معدل التباطؤ السنوي المرجعي، فإن اللوحة التي يبلغ عمرها 20 عامًا يمكنها إنتاج 90% من قدرتها الأصلية.

سيكون لجودة اللوحة بعض التأثير على معدل التدهور. وبحسب تقرير NREL، فإن المعدل السنوي لخفض أسعار الشركات المصنعة الراقية مثل Panasonic وLG يبلغ حوالي 0.3%، في حين أن بعض العلامات التجارية لديها معدل خفض أسعار يصل إلى 0.

80%. بعد مرور 25 عامًا، لا تزال هذه الألواح عالية الجودة قادرة على إنتاج 93% من إنتاجها الأصلي، في حين أن معدلات التدهور الأعلى يمكن أن تنتج 82.5%.

يستخدم بعض المصنعين ألواحًا مصنوعة من مواد مضادة لـ PID في الزجاج والتغليف والحواجز الانتشارية. يعود جزء كبير من التدهور إلى ظاهرة تسمى التدهور الحثي المحتمل (PID)، وهذه بعض المشاكل التي واجهتها اللوحة. عندما يتغير جهد اللوحة وهجرة الأيونات بين مادة أشباه الموصلات والمكونات الأخرى للوحدة (مثل الزجاج أو القاعدة أو الإطار)، تكون مادة أشباه الموصلات في هجرة الأيونات بين مادة أشباه الموصلات والوحدة.

سيؤدي هذا إلى انخفاض قدرة خرج الطاقة للوحدة، وفي بعض الحالات، ستنخفض بشكل كبير. تخضع جميع الألواح أيضًا للتدهور الضوئي (LID)، حيث تفقد اللوحة كفاءتها خلال الساعات القليلة الأولى من التعرض لأشعة الشمس. مختبر اختبار PVEVOLUTIONLABS يتم تمثيل PVEL وفقًا لكتلة رقاقة السيليكون البلورية التي تختلف اعتمادًا على اللوحة، ولكنها عادةً ما تؤدي إلى خسارة في الكفاءة لمرة واحدة تتراوح من 1% إلى 3%.

تعتبر الظروف الجوية من العوامل الرئيسية المسببة لتدهور الألواح، حيث تتعرض الألواح لظروف جوية قاسية في ظل الظروف الجوية. الحرارة هي العامل الرئيسي في أداء اللوحة في الوقت الحقيقي وتدهورها بمرور الوقت. وبحسب المختبر الوطني للطاقة المتجددة، فإن الحرارة البيئية سيكون لها تأثير سلبي على أداء وكفاءة المكونات الكهربائية.

يشير موقع SolarCalculator.com إلى أنه يمكن العثور على معامل درجة الحرارة للوحة من خلال التحقق من ورقة بيانات الشركة المصنعة، والتي ستثبت قدرة اللوحة على تحمل درجات الحرارة الأعلى. ويساهم تبادل الحرارة أيضًا في التحلل من خلال العملية المسماة الدورة الحرارية.

عندما تكون درجة الحرارة مرتفعة، يتمدد المادة، وتنخفض درجة الحرارة، وينكمش المادة. بمرور الوقت، سوف تؤدي هذه الرياضة ببطء إلى تكوين شقوق صغيرة في اللوحة، مما يؤدي إلى تقليل الإنتاج. يوضح هذا المعامل مقدار الكفاءة المفقودة لكل لتر في درجة الحرارة القياسية البالغة 25 درجة مئوية.

على سبيل المثال، معامل درجة الحرارة -0.353% يعني أن السعة الإجمالية سوف تفقد 0.353% في كل مرة تزيد فيها درجة الحرارة عن 25 درجة مئوية.

في دراستها السنوية لتقييم الوحدات، قامت شركة PVEL بتحليل 36 مشروعًا للطاقة الشمسية قيد التشغيل في الهند ووجدت تأثيرًا كبيرًا للتدهور الحراري. ويبلغ متوسط ​​معدل التدهور الحلقي السنوي لهذه المشاريع 1.47%، إلا أن معدل التدهور في المناطق الجبلية الباردة يقترب من النصف، 0.

7%. الرياح هي حالة الطقس الأخرى التي قد تسبب ضررا للألواح الشمسية. يمكن أن تتسبب الرياح القوية في انحناء اللوحة، وهو ما يسمى بالحمل الميكانيكي الديناميكي.

سيؤدي هذا أيضًا إلى ظهور شقوق صغيرة في اللوحة مما يقلل من الإنتاج. تم تحسين بعض حلول الرفوف لتتناسب مع مناطق الرياح القوية، مما يحمي الألواح من قوة الرفع القوية ويحد من التشققات الدقيقة. عادةً، ستوفر ورقة بيانات الشركة المصنعة معلومات حول أكبر قوة رياح يمكنها تحمل اللوحة.

تم تثبيته بشكل صحيح للمساعدة في حل المشكلات المتعلقة بالحرارة. يجب تركيب اللوحة على ارتفاع بضع بوصات فوق السطح حتى يتمكن تدفق الزهور من التدفق وتبريد المعدات الموجودة أسفلها. يمكن استخدام مواد ذات ألوان فاتحة في هياكل الألواح للحد من امتصاص الحرارة.

ويجب أن يتواجد أداء المحولات والتجمعات الحساسة للحرارة في المنطقة المظللة، باستخدام تقنية CED الخضراء. الثلج هو أيضا نفس الشيء، أثناء عاصفة أكبر، يمكن أن يغطي اللوحة، مما يحد من الناتج. كما أن الثلوج سوف تسبب أحمالاً ميكانيكية ديناميكية مما يقلل من أداء اللوحة.

عادة، سوف ينزلق الثلج من اللوحة لأنها ناعمة جدًا ودافئة جدًا، ولكن في بعض الحالات، قد يقرر صاحب المنزل إزالة الثلج من اللوحة. يجب القيام بذلك بعناية لأن السطح الزجاجي للوحة الكشط سيكون له تأثير سلبي على الناتج. يعتبر التدهور جزءًا طبيعيًا لا مفر منه من عمر اللوحة.

يساعد التركيب الصحيح والتنظيف الدقيق للثلوج والتنظيف الدقيق للوحة على تحقيق الناتج، ولكن في النهاية، فإن اللوحة الشمسية هي تقنية بدون أجزاء متحركة، ولا تحتاج إلى صيانة تقريبًا. تطوير المعايير لضمان أن اللوحة المقدمة قد يكون لها عمر خدمة أطول وتعمل وفقًا للخطة، ويجب أن تكون معتمدة من خلال الاختبار القياسي. تخضع اللوحة لاختبار ITS (IEC)، وهو مناسب للألواح أحادية البلورة والمتعددة البلورات.

تشير EnergySage إلى أن اللوحة التي تلبي معيار IEC61215 تم اختبارها كهربائيًا، مثل مقاومة التيار الرطب ومقاومة العزل. لقد قبلوا اختبار الحمل الميكانيكي للرياح والثلوج، واختبار المناخ للتحقق من النقاط الساخنة، والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، وتجميد الرطوبة، والحمى الرطبة، وصدمة البرد وغيرها من نقاط الضعف المكشوفة في الهواء الطلق. تُعد مواصفات اللوحة شائعة أيضًا في ختم مختبر التأمين الأمريكي (UL)، والذي يوفر أيضًا المعايير والاختبارات.

تجري شركة UL اختبارات الذروة والشيخوخة، ومجموعة كاملة من اختبارات السلامة. يحدد IEC61215 أيضًا مؤشرات الأداء لظروف الاختبار القياسية، بما في ذلك معامل درجة الحرارة، وجهد الدائرة المفتوحة، وأقصى طاقة خرج. معدل فشل الألواح الشمسية منخفض جدًا.

أجرى المختبر الوطني للطاقة المتجددة دراسة على أكثر من 50 ألف نظام وتم تركيب 4500 نظام عالمي في الولايات المتحدة في الفترة من عام 2000 إلى عام 2015. توصلت هذه الدراسة إلى أن معدلات فشل 5 لوحات في 10000 لوحة في السنة. مع مرور الوقت، تم تحسين أعطال اللوحة بشكل كبير لأن معدل فشل النظام المثبت بين عامي 1980 و2000 هو ضعف معدل فشل المجموعة بعد عام 2000.

نادرًا ما يحدث إيقاف تشغيل النظام بسبب فشل اللوحة. في الواقع، وجدت دراسة أجرتها شركة Kwhanalytics أن 80% من توقف تشغيل محطة الطاقة الشمسية يرجع إلى فشل العاكس، حيث يقوم العاكس بتحويل التيار المستمر للوحة البطارية إلى طاقة التيار المتردد المتاحة. سوف تقوم شركة Photovoltaic بتحليل أداء العاكس في هذه السلسلة من المرحلة القادمة.

.