Zonnepanelen voor woningen worden vaak verkocht met langlopende leningen of leases, waarbij huiseigenaren contracten van 20 jaar of langer afsluiten. Maar hoe lang gaan panelen mee en hoe veerkrachtig zijn ze?
De levensduur van panelen is afhankelijk van verschillende factoren, waaronder onder meer het klimaat, het moduletype en het gebruikte stellingsysteem. Hoewel er niet per se een specifieke “einddatum” voor een paneel bestaat, zorgt productieverlies na verloop van tijd er vaak voor dat apparatuur buiten gebruik wordt gesteld.
Wanneer u besluit of u uw paneel in de toekomst 20 tot 30 jaar wilt laten werken, of op dat moment op zoek gaat naar een upgrade, is het monitoren van de uitgangsniveaus de beste manier om een weloverwogen beslissing te nemen.
Degradatie
Het productieverlies in de loop van de tijd, degradatie genoemd, bedraagt volgens het National Renewable Energy Laboratory (NREL) doorgaans ongeveer 0,5% per jaar.
Fabrikanten beschouwen 25 tot 30 jaar doorgaans als een punt waarop voldoende degradatie heeft plaatsgevonden en het tijd kan zijn om te overwegen een paneel te vervangen. De industrienorm voor productiegaranties is 25 jaar op een zonnepaneel, aldus NREL.
Gegeven het jaarlijkse degradatiepercentage van 0,5% kan een paneel van 20 jaar oud ongeveer 90% van zijn oorspronkelijke capaciteit produceren.
De paneelkwaliteit kan enige invloed hebben op de degradatiesnelheid. NREL rapporteert dat premiumfabrikanten zoals Panasonic en LG tarieven van ongeveer 0,3% per jaar hebben, terwijl sommige merken degraderen met tarieven tot wel 0,80%. Na 25 jaar zouden deze premiumpanelen nog steeds 93% van hun oorspronkelijke output kunnen produceren, en het voorbeeld met de hogere degradatie zou 82,5% kunnen produceren.
(Lezen: "Onderzoekers beoordelen de degradatie in PV-systemen ouder dan 15 jaar“)
Een aanzienlijk deel van de degradatie wordt toegeschreven aan een fenomeen dat potentiële geïnduceerde degradatie (PID) wordt genoemd, een probleem dat door sommige, maar niet alle, panelen wordt ervaren. PID treedt op wanneer de spanningspotentiaal en de lekstroom van het paneel de ionenmobiliteit binnen de module aansturen tussen het halfgeleidermateriaal en andere elementen van de module, zoals het glas, de houder of het frame. Hierdoor neemt het uitgangsvermogen van de module af, in sommige gevallen aanzienlijk.
Sommige fabrikanten bouwen hun panelen met PID-bestendige materialen in hun glas, inkapseling en diffusiebarrières.
Alle panelen hebben ook last van iets dat lichtgeïnduceerde degradatie (LID) wordt genoemd, waarbij panelen binnen de eerste uren na blootstelling aan de zon hun efficiëntie verliezen. LID varieert van paneel tot paneel op basis van de kwaliteit van de kristallijne siliciumwafels, maar resulteert meestal in een eenmalig rendementsverlies van 1-3%, aldus testlaboratorium PVEL, PV Evolution Labs.
Verwering
De blootstelling aan weersomstandigheden is de belangrijkste oorzaak van paneeldegradatie. Warmte is een sleutelfactor in zowel de real-time paneelprestaties als de degradatie in de loop van de tijd. Omgevingswarmte heeft een negatieve invloed op de prestaties en efficiëntie van elektrische componenten,volgens NREL.
Door het gegevensblad van de fabrikant te raadplegen, kan de temperatuurcoëfficiënt van een paneel worden gevonden, wat aantoont dat het paneel in staat is om bij hogere temperaturen te presteren.
De coëfficiënt legt uit hoeveel real-time efficiëntie verloren gaat bij elke graad Celsius die boven de standaardtemperatuur van 25 graden Celsius stijgt. Een temperatuurcoëfficiënt van -0,353% betekent bijvoorbeeld dat voor elke graad Celsius boven de 25, 0,353% van de totale productiecapaciteit verloren gaat.
Warmte-uitwisseling zorgt voor degradatie van panelen via een proces dat thermische cycli wordt genoemd. Als het warm is, zetten materialen uit, en als de temperatuur daalt, krimpen ze. Deze beweging zorgt er langzaam voor dat er na verloop van tijd microscheurtjes in het paneel ontstaan, waardoor de output afneemt.
In zijn jaarlijkseModule Scorekaartstudieanalyseerde PVEL 36 operationele zonne-energieprojecten in India en constateerde aanzienlijke gevolgen van hittedegradatie. De gemiddelde jaarlijkse degradatie van de projecten bedroeg 1,47%, maar arrays in koudere, bergachtige streken daalden met bijna de helft van dat percentage, namelijk 0,7%.
Een juiste installatie kan helpen bij het oplossen van hittegerelateerde problemen. Panelen moeten een paar centimeter boven het dak worden geïnstalleerd, zodat convectieve lucht eronder kan stromen en de apparatuur kan koelen. In de paneelconstructie kunnen lichtgekleurde materialen worden gebruikt om de warmteabsorptie te beperken. En componenten zoals omvormers en combiners, waarvan de prestaties bijzonder gevoelig zijn voor hitte, moeten in de schaduw worden geplaatst.stelde CED Greentech voor.
Wind is een andere weersomstandigheid die schade aan zonnepanelen kan veroorzaken. Sterke wind kan het buigen van de panelen veroorzaken, ook wel dynamische mechanische belasting genoemd. Dit veroorzaakt ook microscheurtjes in de panelen, waardoor de output afneemt. Sommige stellingoplossingen zijn geoptimaliseerd voor gebieden met veel wind, waardoor de panelen worden beschermd tegen sterke opwaartse krachten en microscheurtjes worden beperkt. Normaal gesproken geeft het gegevensblad van de fabrikant informatie over de maximale wind die het paneel kan weerstaan.
Hetzelfde geldt voor sneeuw, die panelen kan bedekken tijdens zwaardere stormen, waardoor de productie wordt beperkt. Sneeuw kan ook een dynamische mechanische belasting veroorzaken, waardoor de panelen worden aangetast. Normaal gesproken glijdt de sneeuw van de panelen, omdat deze glad zijn en warm worden, maar in sommige gevallen kan een huiseigenaar besluiten de sneeuw van de panelen te verwijderen. Dit moet zorgvuldig gebeuren, omdat krassen op het glasoppervlak van het paneel een negatief effect op de output zouden hebben.
(Lezen: "Tips om uw zonnestelsel op het dak op de lange termijn draaiende te houden“)
Degradatie is een normaal, onvermijdelijk onderdeel van de levensduur van een paneel. Een goede installatie, zorgvuldig sneeuwruimen en zorgvuldige paneelreiniging kunnen helpen bij het rendement, maar uiteindelijk is een zonnepaneel een technologie zonder bewegende delen, die zeer weinig onderhoud vereist.
Normen
Om ervoor te zorgen dat een bepaald paneel een lange levensduur heeft en volgens plan functioneert, moet het standaardtests ondergaan voor certificering. Panelen zijn onderworpen aan de tests van de International Electrotechnical Commission (IEC), die van toepassing zijn op zowel mono- als polykristallijne panelen.
zei EnergySagepanelen die voldoen aan de IEC 61215-norm worden getest op elektrische kenmerken zoals natte lekstromen en isolatieweerstand. Ze ondergaan een mechanische belastingstest voor zowel wind als sneeuw, en klimaattests die controleren op zwakke punten in hotspots, UV-blootstelling, bevriezing van vocht, vochtige hitte, hagelinslagen en andere blootstelling aan buitenlucht.
IEC 61215 bepaalt ook de prestatiegegevens van een paneel onder standaard testomstandigheden, inclusief temperatuurcoëfficiënt, nullastspanning en maximaal uitgangsvermogen.
Ook vaak te zien op een paneelspecificatieblad is het zegel van Underwriters Laboratories (UL), dat ook normen en tests biedt. UL voert climax- en verouderingstests uit, evenals het volledige scala aan veiligheidstests.
Mislukkingen
Storingen in zonnepanelen komen in een laag tempo voor. NRELeen studie uitgevoerdvan de meer dan 50.000 systemen die in de Verenigde Staten en 4.500 wereldwijd zijn geïnstalleerd tussen de jaren 2000 en 2015. Uit het onderzoek bleek een gemiddeld uitvalpercentage van 5 panelen op 10.000 per jaar.
Het falen van panelen is in de loop van de tijd aanzienlijk verbeterd, aangezien bleek dat systemen die tussen 1980 en 2000 waren geïnstalleerd, een uitvalpercentage vertoonden dat tweemaal zo groot was als dat van na 2000.
(Lezen: "Topmerken zonnepanelen op het gebied van prestaties, betrouwbaarheid en kwaliteit“)
Systeemuitval wordt zelden toegeschreven aan paneelstoringen. Uit een onderzoek van kWh Analytics is zelfs gebleken dat 80% van alle stilstand van zonne-energie-installaties het gevolg is van falende omvormers, het apparaat dat de gelijkstroom van het paneel omzet in bruikbare wisselstroom. pv magazine analyseert de prestaties van omvormers in de volgende aflevering van deze serie.
Posttijd: 19 juni 2024