Изучение солнечных фотоэлектрических элементов

Срок службы солнечных панелей

Солнечные панели были испытаны в полевых условиях на многих установках. Практика показала, что срок службы солнеч­ных панелей превышает 20 лет. Фотоэлектрические станции, ра­ботающие в Европе и США около 25 лет, показали снижение мощности панелей примерно на 10%. Таким образом, можно го­ворить о реальном сроке службы солнечных монокристалличе- ских панелей 30 и более лет. Поликристаллические панели обыч­но работают 20 и более лет. Панели из аморфного кремния (тон­копленочные или гибкие) имеют срок службы от 7 (первое поко­ление тонкопленочных технологий) до 20 (второе поколение тон­копленочных технологий) лет. Более того, тонкопленочные пане­ли обычно теряют от 10% до 40% мощности в первые два года эксплуатации. Поэтому около 90% рынка солнечных панелей в настоящее время составляют кристаллические кремниевые пане­ли [7,8].

Проблемы и ухудшение параметров солнечных панелей могут быть вызваны следующими причинами.

• Качество солнечного элемента. Эффективность солнечных панелей зависит от множества параметров солнечного элемента: шунтового и после­довательного сопротивлений, шумовых токов, обратного сопро­тивления и других параметров. Многое зависит от качества про­изводства солнечного элемента и применяемых при его изготов­лении материалов и оборудования. Известны проблемы практи­чески на каждом этапе производства элемента, касающиеся, в частности, качества применяемого кремния, контактных паст и припоя.
• Качество пайки солнечных элементов. При некачественной пайке возможен локальный перегрев контакта и его прогорание. Лучше выбирать панели, в которых элементы спаяны роботом - в них разброс качества пайки будет минимальным.
• Качество этиленвинилацетатной (EVA) пленки, которая расположена между элементами и стеклом. Старение кристалли­ческих солнечных панелей, в основном, связано с износом и по­мутнением этой пленки. Некачественная пленка может начать мутнеть и разрушаться уже через несколько лет. Хорошая пленка будет служить 30 и более лет, при этом ее помутнение (следова­тельно, потеря мощности панелью) не будет превышать 25-30%.
• Качество герметизации панели и качество задней защит­ной пленки. Задняя пленка защищает панель от попадания влаги. В любой панели происходит диффузия влаги через пленку. Если качество пленки хорошее, то вся влага, которая попадает внутрь панели, при ее нагревании на солнце выводится наружу. Если же пленка некачественная, то влаги попадает больше, чем может выйти при нагреве, и остаточная влага накапливается внутри па­нели, разрушает контакты и контактную сетку элементов. Это приводит к преждевременному выходу панели из строя.
• Качество алюминиевой рамы. Некачественное анодирова­ние может приводить к окислению рамы и ее коррозии. К сча­стью, этот дефект больше визуальный и вряд ли приведет к преждевременному выходу панели из строя. Хотя в некоторых случаях (например, при установке панелей на мачтах, где воз­можны сильные ветровые нагрузки или там, где среда агрессив­ная) ускоренная коррозия металла может привести к разруше­нию.

Другие компоненты системы имеют различные сроки службы: аккумуляторные батареи от 2 до 15 лет, а силовая электроника - от 5 до 20 лет.