9 нояб. 2022 г.

Исследователи фотовольтаики опубликовали пятилетнее исследование деградации модулей на ранних этапах эксплуатации

 

Группа исследователей фотогальваники из Sandia завершила пятилетнее исследование деградации 834 полевых фотоэлектрических модулей, представляющих 13 типов модулей от семи производителей в трех климатических условиях. Их цель состояла в том, чтобы количественно оценить скорость деградации последних широко используемых фотоэлектрических технологий и опубликовать результаты для информирования соответствующих заинтересованных сторон и передового опыта.

В статье группы Progress in Photovoltaics представлены результаты их исследования и представлены годы работы в лаборатории оценки фотоэлектрических систем Sandia и лабораториях-партнерах в Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и Университете Центральной Флориды.


«Рынок фотоэлектрических систем постоянно меняется, и для этих новых технологий не хватает долгосрочных полевых данных, что поднимает вопрос о том, повлияло ли это на долговечность или нет», — сказал руководитель группы Мариос Теристис.

«Покупка фотоэлектрических модулей непосредственно на открытом рынке позволяет нам проводить непредвзятый анализ и анонимно информировать общественность, а также публиковать данные.

Партнерство с NREL и UCF было обязательным для такого исследования, поскольку оно позволило нам установить идентичные системы в различных климатических условиях и охарактеризовать их в соответствии с хорошо контролируемым и согласованным планом измерений».

По словам исследователей, стоимость фотоэлектрических модулей резко снизилась (до 85% согласно одному недавнему отчету NREL) за последнее десятилетие благодаря экономии за счет масштаба, использованию новых, более эффективных конструкций элементов, автоматизации производства, более крупных модулей и изменения в спецификации материалов, такие как более тонкое стекло и рамы, новые герметики и задние листы и многое другое.

Однако эти экономичные изменения в конструкциях модулей и материалах могут повлиять на долговечность и надежность модулей, а нормированная стоимость электроэнергии чувствительна к скорости снижения мощности. По мере ухудшения мощности увеличивается приведенная стоимость электроэнергии, а срок службы системы сокращается.

Ученые измерили снижение производительности фотоэлектрических модулей в Нью-Мексико, Колорадо и Флориде. Они измерили производительность в стандартных условиях тестирования в начале исследования, проверили первоначальную стабилизацию питания и периодически повторно тестировали модули в течение следующих пяти лет, чтобы отслеживать скорость деградации с течением времени.

Они обнаружили, что скорость деградации сильно нелинейна во времени, а в некоторых типах модулей присутствовали сезонные колебания. Средние и медианные значения скорости деградации -0,6% в год соответствовали скорости, измеренной для более старых модулей.

Из 23 исследованных систем шесть имеют скорость деградации, которая в будущем превысит гарантийные пределы, тогда как 13 систем продемонстрировали потенциал достижения срока службы более 30 лет при условии, что тенденции скорости деградации стабилизировались.

«Это обнадеживающий результат. С ростом количества установок фотогальваники потребителям и другим заинтересованным сторонам будет интересно узнать, что долговечность фотоэлектрических систем остается неизменной в условиях быстрого совершенствования технологий и снижения затрат», — сказал Мариос.

«Однако также вызывает беспокойство тот факт, что 26% систем могут превышать гарантийные пределы. Все еще существуют возможности для снижения скорости деградации до уровней, обеспечивающих еще более длительный срок службы фотоэлектрических модулей. Например, для 35- и 50-летнего срока службы фотоэлектрические модули должны работать при значениях скорости деградации выше -0,55% в год и -0,4% в год соответственно».

Ученые также подняли важные вопросы для обсуждения. То, как определяется скорость деградации, будь то относительно спецификаций или начальной оценки после стабилизации, может повлиять на результирующую скорость. Полученная в результате ставка может оказать существенное влияние на стоимость покупки, гарантийные и страховые требования или технико-экономические обоснования финансирования проекта.

Мариос сказал, что потребители и заинтересованные стороны, заинтересованные в получении дополнительной информации о протестированных модулях, скоро смогут просматривать все данные флэш-тестов, собранные в Sandia, Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии и Флоридском центре солнечной энергии Университета Центральной Флориды в DuraMAT DataHUB.

«Это исследование является прекрасным примером того, как национальные лаборатории работают вместе с университетами, чтобы ответить на критические вопросы о долговечности технологий солнечной энергии », — сказал старший научный сотрудник Sandia Джошуа Стейн. «Немногие учреждения могут поддерживать длительные эксперименты с таким большим количеством модулей».

«Мы продолжаем внедрять новые технологии по мере их появления на рынке, — сказал Мариос. «Поэтому мы продолжим сообщать обо всех этапах жизненного цикла фотоэлектрических модулей, а также будем использовать полевые измерения вместе с данными изображений, чтобы указать, что приводит к деградации и почему».

Передовые энергетические технологии

Комментариев нет:

Присоединяйтесь к нам на Facebook!

Последние заметки