Żywotność paneli fotowoltaicznych – jaka jest, od czego zależy?

Żywotność paneli fotowoltaicznych i innych komponentów systemu wytwarzania energii ze słońca jest niezwykle istotna z punktu widzenia inwestora. Im większa jest trwałość fotowoltaiki, tym bardziej opłacalny jest system. Jaka jest żywotność paneli słonecznych? Co o niej decyduje? Jak wybrać fotowoltaikę by latami efektywnie produkowała prąd ze słońca?

Żywotność paneli fotowoltaicznych a ich wydajność

Żywotność paneli fotowoltaicznych a spadek mocy

Każdy produkt ma swoją żywotność. Ten parametr determinuje wiele czynników – jakość zastosowanych komponentów, technologia, czynniki zewnętrzne czy użytkowanie. Również panele fotowoltaiczne ulegają starzeniu. Jak szybko moduły tracą na wydajności? Okazuje się, że te wykonane w najnowszej technologii mogą pracować wydajnie nawet przez ponad 30 lat. 

O sprawności, a także żywotności paneli mówi współczynnik degradacji. Jest to parametr podawany przez producenta i znajduje się w karcie katalogowej produktu. Im niższy współczynnik degradacji tym lepiej. Najwięcej na sprawności moduły fotowoltaiczne tracą w pierwszym roku użytkowania (jest to ok 2-3%), w kolejnych latach spadek jest niższy i kształtuje się na poziomie ok. 0,6%/rok. 

Dostępne na rynku moduły zazwyczaj posiadają gwarancję sprawności na poziomie 80% po 25 latach. To oznacza, że po deklarowanym okresie, panele będą pracować tracąc jedynie 20% ze swojej pierwotnej sprawności. W przypadku produktów najwyższej jakości straty są jeszcze niższe. Dla przykładu producent Sunport daje gwarancję, że po 30 latach sprawność modułów nie spadnie poniżej 82%. 

Od czego zależy żywotność paneli fotowoltaicznych?

Bezawaryjność i długi czas wydajnej pracy to cechy, którymi charakteryzuje się fotowoltaika. Trwałość paneli fotowoltaicznych określa się w dziesiątkach lat, ważne jednak by oprócz tego że po kilkudziesięciu latach nadal działają, także efektywnie pracowały. O tym jak trwałe są panele decyduje kilka czynników, są to między innymi:

• odporności modułów na na grad –  zgodnie z normą IEC 61215, panele fotowoltaiczne powinny wytrzymać uderzenie gradu o średnicy 25 mm, lecącego z prędkością 23 m/s,
• odporność na śnieg i wiatr – moduł powinien wytrzymać obciążenie 5400 Pa, tj. 550 kg/m² i obciążenie wiatrem rzędu 2400 Pa, tj. 244 kg/m²,
• odporność na działanie amoniaku i mgły solnej – czynniki te mogą powodować korozję, a także wpływać na degradację powłoki modułu,
• odporność na temperaturę – w upalne dni, na dachu panują bardzo wysokie temperatury w zimie zaś, spadają nawet o kilkadziesiąt stopni poniżej 0, panele powinny charakteryzować się wytrzymałością na skrajne temperatury od -40 do +85 stopni Celsjusza,
• wytrzymałość na efekt PID, czyli inaczej degradacja wywołana indukowanym napięciem, której konsekwencją są spadek wydajności, a także szybsza degradacja ogniw (niektóre moduły są testowane pod tym kątem, a producenci podają “odporność na efekt PID w liczbie godzin, 
• wytrzymałość na efekt LID, czyli degradację wywołaną promieniowaniem słonecznym,
• jakości zastosowanych komponentów do budowy modułu – typ ogniwa, rodzaj szkła i folii zabezpieczającej, rama, puszka przyłączeniowa – wytrzymałość każdego z elementów modułu wpływa na jego żywotność.

Trwałość fotowoltaiki zależy nie tylko od modułów, ale wszystkich komponentów wykorzystanych w instalacji – falownika, zabezpieczeń czy okablowania. Wysoka jakość i stosowanie elementów wyłącznie renomowanych producentów, to gwarancja wysokiej wydajności, ale także bezawaryjnej pracy instalacji przez lata.

Co może skrócić żywotność paneli fotowoltaicznych?

Wysokiej jakości komponenty instalacji i prawidłowy montaż instalacji fotowoltaicznej to główne czynniki decydujące o żywotności całego systemu. Są jednak przyczyny, które mogą znacząco wpłynąć na skrócenie czasu pracy paneli, są to m.in:.

• mechaniczne uszkodzenia powstałe na skutek np. odśnieżania lub nieprawidłowego mycia paneli,
• chemiczna degradacja modułów spowodowana np. detergentami,
• nieprawidłowo wykonany montaż powodujący np. przegrzewanie paneli, 
• uszkodzenia modułów powstałe podczas transportu czy montażu (czasem niewidoczne gołym okiem),
• wady powstałe podczas produkcji.

Czy można wydłużyć żywotność paneli PV?

Przed wyborem modułów fotowoltaicznych sprawdź informacje o producencie oraz to czy moduły posiadają odpowiednie certyfikaty potwierdzone testami. Niestety na rynku wciąż dostępne są tanie panele tzw. marek “no name”, których jakość znacznie odbiega od branżowych standardów.

Inwestycja w najwyższej jakości komponenty instalacji i zabezpieczenia to najlepszy sposób  na to by fotowoltaika działała efektywnie przez długie lata. Ważną kwestią jest także prawidłowy montaż fotowoltaiki, dlatego należy go powierzyć zaufanej firmie z doświadczeniem w wykonywaniu instalacji. 

Czy jest sposób by zachować gwarantowaną przez producenta żywotność paneli słonecznych? Najlepszym sposobem jest bieżące monitorowanie pracy instalacji, a także porównywanie aktualnych wyników z historycznymi. Szybko wykryty błąd może bowiem uchronić instalację przed przedwczesnym spadkiem wydajności. 

Dodatkowo, aby uprawdopodobnić to, że żywotność paneli PV nie ulegnie szybkiej degradacji, należy skorzystać z nowoczesnych technologii, które wydłużają omawianą tu żywotność.

Czy można wydłużyć żywotność paneli fotowoltaicznych?

Czy żywotność paneli PV, trwałość modułów PV można zwiększyć? Żywotność paneli fotowoltaicznych zależy przede wszystkim od jakości zastosowanych materiałów i technologii produkcji. Nowoczesne moduły PV są bardziej odporne na promieniowanie UV, wilgoć, zmiany temperatury oraz mikropęknięcia ogniw, dzięki czemu mogą zachować wysoką sprawność przez ponad 30 lat.

Wśród rozwiązań zwiększających trwałość i efektywność paneli warto wymienić:

• Powłoki antyrefleksyjne i samoczyszczące – zmniejszają osadzanie się brudu i zwiększają absorpcję światła.
• Technologia PERC (Passivated Emitter and Rear Cell) – poprawia efektywność paneli, zmniejsza degradację, ogranicza straty energii wewnątrz modułu.
• Panele bifacjalne – pochłaniają światło z obu stron, co pozwala na dłuższe utrzymanie wysokiej produkcji energii.
• Technologia N-Type – nowoczesne ogniwa N-Type są bardziej odporne na degradację wywołaną światłem (LID) oraz wysoką temperaturą, dzięki czemu dłużej utrzymują wysoką sprawność niż starsze rozwiązania P-Type.

Co dzieje się z panelami po zakończeniu ich żywotności?

Coraz więcej osób interesuje się czymś takim, jak recykling paneli fotowoltaicznych. Co warto wiedzieć w kontekście żywotności paneli fotowoltaicznych?

• Czy panele można poddać recyklingowi? – Tak, większość paneli składa się w 80–90% z materiałów nadających się do ponownego wykorzystania (szkło, aluminium, krzem).
• Jak wygląda proces utylizacji? – Panele są demontowane, a następnie oddziela się szkło, metale i ogniwa krzemowe, które można wykorzystać ponownie.
• Czy istnieją firmy zajmujące się recyklingiem paneli? – Tak, w Polsce i Europie działają firmy, które zajmują się odzyskiem surowców z paneli PV.

Testy żywotności paneli fotowoltaicznych

Coraz więcej produktów i materiałów przed wprowadzeniem na rynek przechodzi testy określające ich trwałość, nie inaczej jest z komponentami instalacji fotowoltaicznych. Naukowcy w warunkach laboratoryjnych odwzorowują długotrwałe działanie czynników powodujących degradację modułów jak np. promieniowanie UV, działanie amoniaku i mgły solnej, odporność na obciążenie czy grad. Testy są warunkowane określonymi normami, jednak producenci często prowadzą własne, bardziej restrykcyjne testy, które są dowodem wysokiej wytrzymałości produktów. 

Jednym z instytutów zajmujących się testami komponentów fotowoltaicznych jest TÜV Rheinland. Badania obejmują m.in. pomiary wydajności, badania klimatyczne w różnych strefach czy analizę starzeniową. Oprócz badań laboratoryjnych, okresowe kontrole jakości i produktu obejmują także zakłady produkcyjne.

Moduły dostępne w ofercie Columbus zostały certyfikowane przez m.in. TÜV, NQA Global, CQC – Canopy Growth Corporation, CGC, CEC i inne jednostki. Badania przeprowadzone przez wymienione jednostki certyfikujące wskazują na wysoką wydajność i niezawodność modułów.