Inköp av solpaneler för inhemsk energianvändning solstrålning, är det tillrådligt för alla konsumenter att känna till garantiperioderna för prestanda för sådana paneler.
Som du vet klassificeras kommersiellt tillgängliga solpaneler efter deras effekt, vilket i sin tur beror på panelens storlek och typen av termoelektriska omvandlare som används för dess drift. I synnerhet produceras solpaneler antingen på kisel, tunnfilmselement eller på mono- eller polykristallina. De senare är kraftfullare, dyrare, men tar mindre plats på taket.
Beroende av tillförlitligheten hos ett solbatteri på typen av arbetselement
Den allmänna funktionsprincipen för ett solbatteri visas i fig. 1.
Fig.1: 1 – Ljusflöde; 2 – Övre panelkontakt; 3 – Översta lagret av fotocell (p); 4 – Mellanskikt av fotocell ( p-n korsning); 5 – Bottenskiktet av fotocell (n); 6 – Panelens bottenkontakt.
Uppenbarligen kommer hållbarheten hos fotocellsbeläggningen och panelens effektivitet vid omvandling av dess belysning till det faktiska strömvärdet att påverkas.
Beläggningens hållbarhet solpaneler
Denna parameter kommer att bestämmas av stabiliteten hos panelens egenskaper när den värms upp och effektiviteten av materialets motståndskraft mot yttre mekaniska påverkan. Det finns standardtester för solcellers prestanda, som regleras och fastställs av ett speciellt program Potential Induced Degradation Test (PID) - ett test av solcellers nedbrytningsgrad. Enligt PID-testdata visas den största stabiliteten av solbatterier monterade på flerskiktsmoduler, som helt behåller sin funktionalitet när de värms upp till 50...60 0 C. (eller amorfa) solbatterier kan endast värmas till 25... 35 0 C, varefter de kraftigt tappar kraften. Detta förklaras av den kumulativa och ogynnsamma effekten av följande faktorer:
- gradvis men konstant förstörelse av den främre kontaktens 1 tätningsfilm (se fig. 1);
- förstörelse av den bakre kontakten av panelen 6 och en gradvis minskning av genomskinligheten av skiktet mellan solcellerna och det omslutande glaset.
Mekanismen för dessa fenomen är följande. Solbatteriets fuktbeständighet säkerställs av ett speciellt tätningsmedel, som förstörs med tiden av ultraviolett strålning från solen. Samtidigt ökar flödet av extern fukt in i utrymmet mellan skikten 3, 4 och 5 i fotocellen. Korrosion av solpanelens elektriska kontakter uppstår, som ett resultat av vilket deras elektriska motstånd ökar. Därefter förstörs kontakterna (lyckligtvis händer detta inte snart - även i billiga versioner förblir solpaneler i drift i 8...10 år).
Indirekt bedöma prestanda och därmed fastställa faktiska solbatteriets livslängd kan erhållas från ström-spänningskarakteristiken för installationen (se fig. 2), som visar en graf över batterieffekten beroende på belastningen under normala driftsförhållanden för solpanelen.
Om ström-spänningskarakteristiken är stabil i tomgångsspänningsområdet (som i fig. 2), eller ändras något, förblir solbatteriet i drift, eftersom batterieffekten i detta fall endast beror på belysningsnivån, och inte på de totala spänningsförlusterna när panelen värms upp. under sådana förhållanden förblir på den nivå som anges av tillverkaren.
Hållbarhet hos solbatterier
Av alla panelkomponenter har batterier minst hållbarhet. För att bestämma deras prestanda, när du köper en solpanel, bör du ta reda på typen av batteri: om det är ett vanligt blybatteri kommer dess garanterade livslängd inte att överstiga 5 år, vilket är flera gånger kortare än garantiperioden av själva panelen. Hastighet solbatteriets livslängd i detta fall är det lämpligt beroende på graden av batteriurladdning (se bild 3). Om den faktiska batterikapaciteten inte överstiger 35...40 % måste det förberedas för byte.
Hur man väljer ett solcellsbatteri med maximal livslängd
De senaste solpaneldesignerna använder en designlösning som ger en betydande ökning av solpanelernas livslängd. Den består av passiv kylning av solpanelernas arbetsytor. Kvartsglaskristaller är monterade i sin design, som reflekterar skadlig infraröd strålning från batteriets yta.
Det är värt att uppmärksamma märkningen av solpaneler. Det finns tre huvudsakliga kvalitetsnivåer:
- Grad A: I åldringstestet överstiger den faktiska effektminskningen inte 5%;
- Grad B: faktisk effektminskning överstiger inte 30 %;
- Grad C: faktisk effektminskning överstiger 30 %.
Således, bara genom att markera är det möjligt att på ett tillförlitligt sätt bestämma det sannolika solbatteriets livslängd.
Derek Markham, en solenergispecialist på CleanTechnica, svarar på en fråga som intresserar de allra flesta som planerar att skaffa en egen solcellsinstallation - Hur lång är livscykeln för solpaneler?? Eller med andra ord - hur länge kan du använda dem??
När vi bestämmer oss för att installera ett solcellssystem är den vanligaste frågan vanligtvis "hur mycket kostar solpaneler?" Eller "Hur mycket kostar solpaneler?" Det är naturligt, för för många av oss är vårt eget solkraftverk inte bara en miljöfråga och minskar skadliga utsläpp till atmosfären, utan också en ekonomisk fråga, som i slutändan , kommer till att prata om vår plånbok, skriver Ecotown.
De flesta solcellsmoduler som används i hemkraftverk har en garanti på cirka 25 eller 30 år. Det gör att de garanterat håller i decennier – till skillnad från de flesta annan utrustning som vi ofta köper. Dessutom betyder slutet på garantiperioden för en solpanel inte att den omedelbart kommer att "dö" och kommer att behöva bytas ut. Det kommer också att fortsätta att fungera, men dess effektivitet kommer att minska något varje år. Faktum är att vissa äldre modeller av solpaneler har producerat el i över 40 år och har inte för avsikt att dö. Dessutom är deras förväntade livslängd fortfarande tiotals år.
För flera år sedan genomförde National Renewable Energy Laboratory (NREL) en studie av graden av "fotovoltaisk nedbrytning" på ett urval av 2 000 solkraftverk. Enligt studien tappar en solpanel i genomsnitt cirka en halv procent (0,5 %) av sin driftseffektivitet per år. Det betyder att i slutet av den 25-åriga garantiperioden kommer din solpanel att fungera med en fortfarande hög effektivitetsnivå - 88% av originalet. Men inte varje panel minskar sin effektivitet med 0,5 % per år. Som framgår av prestandan hos vissa solcellsmoduler som har fungerat i mer än 30 år under solens strålar, överstiger deras effektivitet den som anges i deras dokumentation.
Dessa decennier av solpanellivslängd gör ekonomin för solkraftverk ännu bättre, eftersom de flesta system kommer att betala för sig själva inom de första tio åren och fortsätta att ge ren energi till sin ägare i många år framöver, så frågan " hur länge håller solpaneler?"kan helt enkelt inte vara helt korrekt.
Uppenbarligen skulle en mer korrekt fråga vara " Vilka är de förväntade kostnaderna för att underhålla och byta ut delar av ett solkraftverk?", eftersom solpaneler kommer att behöva bytas ut inom en snar framtid är dock situationen med en växelriktare (en enhet som omvandlar likström från panelerna till växelström, som kan överföras till det allmänna nätet) en helt annan. Den genomsnittliga drifttiden för en växelriktare är 10-15 år. Effektiviteten minskar dock inte gradvis, eftersom den en dag helt enkelt slutar att fungera med de så kallade växelriktarna samtidigt finns det ett bra alternativ - mikroväxelriktare som kan installeras på varje enskild solpanel bör vara högre än traditionella växelriktare och kan nå upp till 25 år.
Även med hänsyn till bytet av en växelriktare (eller flera, om mikroväxelriktare används) och verkligheten i den ukrainska ekonomin, en investering i solsystem- detta är ett av de mest lönsamma investeringsobjekten.
Hänvisning. En solpanel är flera fotoelektriska omvandlare (fotoceller) kombinerade till en modul – halvledarenheter som direkt omvandlar solenergi till el med likström, till skillnad från till exempel solfångare, som värmer kylvätskan.
Som en extra och alternativ källa energi, solpaneler används ganska aktivt inte bara i industriella, utan också i hushållsförhållanden. Men innan du installerar en sådan elkälla är det viktigt för köparen att ta reda på hur man väljer de optimala egenskaperna och kraften hos solpaneler för hemmet, eftersom priset på färdiga kit varierar över ett ganska brett spektrum.
Användningen av solpaneler under förhållanden mittzon– här är det också möjligt att använda gratis energi
Var används solpaneler oftast?
Användningsområdet för solpaneler är enormt. De används redan framgångsrikt för att leverera el till privata och flerbostadshus, gårdar, inklusive för belysning och uppvärmning av växthus, byggnader, belysning av lokala områden, strömförsörjning av enheter.
Oftast tänker folk på autonom strömförsörjning i följande fall:
Om området inte är elektrifierat kommer solpaneler för ett privat hem att vara mycket billigare än att använda generatorer för flytande bränsle.
På landsbygden går elen ofta ut och människor blir bokstavligen utan ström. Genom att slå på den autonoma strömförsörjningen kan du leva i bekant komfort lång tid, speciellt eftersom solpaneler alltid kommer med ett batteri.
I flerbostadshus används även solcellsmoduler som backup och det finns även projekt som innebär användning av solenergi för varmvattenförsörjning.
Som regel indikerar utrustningsdokument en hållbarhet på 20 till 25 eller till och med 30 år. Många enheter fortsätter dock att fungera efter den period som anges av tillverkarna. Till exempel har världens första solbatteri varit i drift i över 60 år och under dessa år har produktionstekniken förbättrats avsevärt.
Prototypen för solcellsbatteriet utvecklades tillbaka in sent XIXårhundrade
Uppenbarligen kan bara en nackdel identifieras - med konstant drift minskar kraften hos utrustningen, men dessa siffror är obetydliga: över 10 år, med högst 10%.
Förhindra fysiska skador som fallande träd, vind som blåser och repor på känsliga delar. Anordningens effektivitet beror på det senare.
Utför regelbundet underhåll: underhåll och rengöring.
Montera vid behov vindskydd.
Förutom modulerna innehåller systemet följande komponenter: batterier och kraftelektronik. Livslängden för de första enheterna är från 2 till 15 år, den andra - från 5 till 20 år, beroende på egenskaperna, användningsintensiteten och noggrann skötsel.
Allmänna egenskaper och tillgänglighet för köp
Utrustningen skadar inte miljön och ger stabil kraft utan strömstörningar. Och, viktigast av allt, den ger gratis energi: för vilken elräkningar inte kommer.
Utseendet på solpaneler har förändrats lite sedan deras uppfinning, men detsamma kan inte sägas om den interna "fyllningen"
Solcellsmodulen omvandlar ljus till elektrisk energi och genererar D.C.. Panelernas yta kan nå flera meter. När det är nödvändigt att öka kraften i systemet, ökas antalet moduler. Deras effektivitet beror på intensiteten av solljus och strålarnas infallsvinkel: plats, årstid, klimatförhållanden och tid på dagen. För att korrekt ta hänsyn till alla dessa nyanser måste installationen utföras av proffs.
Monokristallin. Består av silikonceller som omvandlar solenergi. De är kompakta i storlek. När det gäller deras prestanda är de de mest effektiva (effektivitet upp till 22%), vilket återspeglas i deras pris - det här är den dyraste typen av solpaneler.
Polykristallin. De använder polykristallint kisel. De är inte lika effektiva (upp till 18 % verkningsgrad) som monokristallina solceller. Men deras kostnad är betydligt lägre, så de är tillgängliga för ett brett segment av befolkningen.
Amorf. De har tunnfilms kiselbaserade solceller. De är sämre än mono- och polykristaller i energiproduktion, men är också billigare. Deras fördel är förmågan att fungera i diffust och till och med svagt ljus.
Polykristallin solpanel
Systemet innehåller även följande komponenter:
En växelriktare som omvandlar likström till växelström.
Uppladdningsbart batteri. Den lagrar inte bara energi, utan eliminerar också spänningsfall när ljusnivån ändras.
Styrenhet för batteriladdningsspänning, laddningsläge, temperatur och andra parametrar.
I butik kan du köpa både enskilda komponenter och hela system. I det här fallet bestäms kraften hos enheter utifrån specifika behov.
Drift, typer av omvandlare och deras jämförande energieffektivitet
Omvandlare eller växelriktare är nyckelkomponenterna i solpaneler. De omvandlar likströmmen som genereras av modulen till en växelspänning på 220 V, vilket är nödvändigt för drift elektriska apparater. Växelriktare har effekt från 250 till 8000 W. Vid köp rekommenderas det att ta hänsyn till den högsta belastningen på nätverket och korrelera spänning och effekt. De optimala parametrarna är: 12 volt och 600 watt, 24 volt vid 600-1500 watt, 48 volt om effekten är mer än 1500 watt.
Inverter, på schematiskt diagram drift av solpaneler
Autonom. Innan du väljer en växelriktare måste du bestämma vilka enheter som kommer att drivas av den och beräkna deras totala maximala effekt per tidsenhet. Det rekommenderas att ta en något högre invertereffekt. Vissa elektriska hushållsapparater skapar en kraftig ökning av spänningen när de slås på, vilket kan göra att enheten misslyckas.
Synkron. De ackumulerar energi och överför överskottet till det elektriska nätverket. Om det finns en brist på el som genereras av systemet, kommer omvandlaren att "låna" den från det allmänna nätet. Användningen av en synkron modell kommer att undvika strömavbrott.
Multifunktionella enheter kombinerar fördelarna med den första och andra typen.
Beroende på formen på utspänningssignalen finns det flera typer av omvandlare som skiljer sig åt i applikation och kostnad:
Med sinusformad signal. De skapar ström av hög kvalitet, vilket påverkar deras kostnad. De driver stora hushållsapparater: kylskåp, pannor, luftkonditionering.
Rektangulär. Belysningsarmaturer är anslutna till dessa billiga växelriktare. De flesta hushållsapparater är inte kompatibla med dem.
Pseudo-sinusformad. Deras fördel är möjligheten att ansluta nästan alla hushållsapparater. Men signalkvaliteten är reducerad jämfört med den första typen, så de är billigare.
Växelriktaren behöver en räfflad form för maximal kylningseffektivitet
Kostnad för satsen och huvudsakliga tekniska egenskaper, återbetalningstid
Priserna för färdiga kit varierar i allmänhet från 30 000 till 2 000 000 rubel. De beror på enheterna som utgör dem (typ av batterier, antal enheter, tillverkare och egenskaper). Du kan hitta budgetalternativ från 10 500 rubel. Ekonomisetet innehåller en panel, en laddningsregulator och en kontakt.
Standardsatser inkluderar:
* Finns i utökad konfiguration.
Standardutrustningsset
Tekniska egenskaper anges i bruksanvisningen:
Kraft och panelstorlekar. Ju mer kraft du behöver, desto mer lönsamt är det att köpa större batterier.
Temperaturkoefficienten visar hur mycket temperaturen påverkar effekt, spänning och ström.
Principen för drift av ett solkraftverk hemma
Ett solkraftverk är ett system som består av paneler, en växelriktare, ett batteri och en styrenhet. Solpanelen omvandlar strålningsenergi till elektricitet (som nämnts ovan). Likström kommer in i styrenheten, som distribuerar strömmen till konsumenterna (till exempel en dator eller belysning). Växelriktaren omvandlar likström till växelström och driver de flesta elektriska hushållsapparater. Batteriet lagrar energi som kan användas i mörk tid dagar.
Hur solenergi används för att generera värme
Solsystem används för att värma vatten och värma ett hem. De kan ge värme (på ägarens begäran) även när eldningssäsongen är slut, och förse huset med varmvatten gratis. Den enklaste enheten är metallpaneler som är installerade på husets tak. De samlar energi och varmt vatten, som cirkulerar genom rör som är gömda under dem. Alla solsystems funktion bygger på denna princip, trots att de kan skilja sig strukturellt från varandra.
Solfångare består av:
Baserat på typ av design, särskiljs platta och vakuumsamlare. I den första är botten täckt med värmeisoleringsmaterial och vätskan cirkulerar genom glasrör. Vakuumfångare är mycket effektiva eftersom värmeförlusten i dem minimeras. Denna typ av samlare ger inte bara uppvärmning med solpaneler för ett privat hem - det är bekvämt att använda för varmvattenförsörjningssystem och uppvärmning av pooler.
Funktionsprincip för solfångaren
De vanligaste produkterna i Ryssland är produkter från kinesiska tillverkare, på grund av deras relativa billighet jämfört med produkter tillverkade i andra länder. Till exempel är solpaneler från Kina nästan halva priset av tyska.
Oftast på hyllorna kan man hitta produkter från Yingli Green Energy och Suntech Power Co. HiminSolar paneler (Kina) är också populära. Deras solpaneler producerar el även i regnigt väder.
Tillverkningen av solpaneler har också etablerats av en inhemsk tillverkare. Följande företag gör detta:
Hevel LLC i Novocheboksarsk;
Telekom-STV i Zelenograd;
Sun Shines (Autonomous Lighting Systems LLC) i Moskva;
OJSC "Ryazan Metal-Ceramic Devices Plant";
CJSC Termotron-zavod och andra.
Du kan alltid hitta ett lämpligt alternativ för priset. Till exempel i Moskva kan du beställa och köpa färdiga uppsättningar av solpaneler - till ett pris av 21 000 till 2 000 000 rubel. Kostnaden beror på enheternas konfiguration och kraft.
Solpaneler är inte alltid platta – det finns ett antal modeller som fokuserar ljuset på en punkt
Installationssteg för batteri
För att installera panelerna väljs den mest upplysta platsen - oftast tak och väggar i byggnader. För att enheten ska fungera så effektivt som möjligt monteras panelerna i en viss vinkel mot horisontalplanet. Områdets mörkernivå beaktas också: omgivande föremål som kan skapa skugga (byggnader, träd, etc.)
Panelerna installeras med hjälp av speciella fästsystem.
Modulerna ansluts sedan till batteri, styrenhet och växelriktare och hela systemet ställs in.
För effektiv drift av utrustning och lång livslängd ett nödvändigt villkorär en korrekt utförd installation, som endast kan göras av erfarna specialister.
Trots komplexiteten i anslutning och kalibrering är arbetsperioden kort - med lämpliga verktyg kommer kompetenta installatörer att spendera ungefär en halv dag på allt.
För att installera systemet utvecklas alltid ett personligt projekt som tar hänsyn till alla funktioner i situationen: hur installationen av solpaneler på husets tak kommer att utföras, priset och tidpunkten. Beroende på typ och volym av arbete räknas alla projekt in individuellt. Beställaren accepterar arbetet och får garanti för det.
Installation av solpaneler måste utföras av fackmän och i enlighet med säkerhetsåtgärder
Som ett resultat, utsikter för utveckling av solteknik
Om på jorden den maximala effektiva driften av solpaneler hämmas av luften, som sprider solens strålning i viss utsträckning, så existerar inte ett sådant problem i rymden. Forskare utvecklar projekt för gigantiska orbitala satelliter med solpaneler som kommer att fungera 24 timmar om dygnet. Från dem kommer energi att överföras till markbaserade mottagningsenheter. Men detta är en fråga om framtiden, och för befintliga batterier syftar insatserna till att öka energieffektiviteten och minska storleken på enheter.
Solbatterier för hemmet: egenskaper, kostnad för kit och installation
Solbatterier för hemmet: var de används, vilken funktionsprincip, livslängd och allmänna egenskaper hos enheten, utrustning och kostnad för utrustning.
Solar batteritid
För bara några år sedan fanns det inget speciellt val av moduler från ukrainska tillverkare för köparen. Priset för solcellsmoduler från ukrainska tillverkare var högre än för några importerade moduler.
Inte ens nu har situationen förändrats, men subventionerna till solcellsindustrin från den kinesiska regeringen har avsevärt förbättrat kvaliteten på solceller och moduler tillverkade i Kina och sänkt deras priser. Nu produceras cirka 80 % av solcellerna på världsmarknaden i Kina eller av kinesiska tillverkare. Europa och USA var så översvämmade av kinesiska produkter att detta ledde till att många lokala tillverkare av solceller och moduler gick i konkurs. Ett antal solcells- och wafertillverkare har gått i konkurs eller lagt ner produktionen. Situationen är liknande för tillverkare av solkisel. Över hela världen märks trycket från kinesiska tillverkare mycket starkt. Så mycket att USA och EU har vidtagit åtgärder för att begränsa importen av kinesiskt tillverkade solcellsmoduler till sina hemmamarknader.
Det finns fler och fler kinesiska och pseudoeuropeiska moduler på den ukrainska marknaden. Tyvärr är inte alla kinesiska moduler av acceptabel kvalitet. Kina producerar nu högkvalitativa moduler som uppfyller alla internationella standarder; kvaliteten på sådana moduler är bättre än de som för närvarande tillverkas i Ukraina. Detta möjliggjordes av den kinesiska regeringens enorma satsning på solenergi.
Därför ställdes köparen inför frågan - hur man skiljer bra moduler från dåliga? Varför är vissa moduler billigare än andra? Vad är hotet med billiga moduler och kommer inte köparen att förlora mer i framtiden än vad han kommer att spara vid köp?
Svaren på dessa frågor är faktiskt inte självklara för en icke-specialist. Alla moduler producerar el genom att omvandla solljus - varför köpa mer? Här kan situationen jämföras med bilar – man kan ta sig från punkt A till punkt B i olika bilar. Båda kan ha samma storlek och motorkraft. Men efter några kilometer kommer man att tappa fart och kommer inte att kunna köra snabbt, det kommer att börja gå sönder varje kilometer, etc. Den andra kommer att gå hela vägen på samma sätt som i början. Som ett resultat riskerar du på den första att inte nå din destination, medan du ständigt reparerar den, kommer även cyklister att köra om dig. Så småningom, halvvägs genom din resa, kommer du att tvingas köpa en annan bil. I en annan, dyrare (och högkvalitativ) bil kommer du till slutet utan att ens märka vägen.
Situationen är liknande med solpaneler - det är nästan omöjligt för en icke-specialist att avgöra om en modul är bra. Specifikationerna kommer att säga att den levererar sin märkeffekt under standardtestförhållanden. Utseendet blir också bra. Skillnaden blir märkbar efter flera års användning. Dessutom kan olika moduler fungera olika vid belysningsstyrka lägre än 1000W/m2.
Vad ska du leta efter när du väljer solcellsmoduler för ditt solenergisystem?
Pris vs kvalitet
Förutom det faktum att inte alla tillverkare och solcellsmoduler är likadana (detta diskuteras i den relaterade artikeln om solcellskvalitet), finns det ett antal parametrar och faktorer som du bör vara uppmärksam på när du fattar ett köpbeslut och när du väljer en leverantör. Enbart priset på moduler bör inte vara den avgörande faktorn.
Problem och försämring av solcellsmodulens parametrar kan orsakas av följande faktorer:
- Kvaliteten på solcellen - dess effektivitet kan variera. Detta beror på många av dess parametrar - shunt- och serieresistans, brusströmmar, omvänd resistans, etc. Mycket beror på kvaliteten på produktionen av solcellen och kvaliteten på de material och den utrustning som används i dess produktion. Det finns kända problem i nästan varje steg av cellproduktionen - från kvaliteten på kiseln som används till kvaliteten på kontaktpastor och lod som används. Vi kommer inte att överväga dessa problem i den här artikeln. Detta är ett ämne för en separat stor artikel.
- Lödkvalitet av solceller. Om lödningen är av dålig kvalitet är lokal överhettning av kontakten och dess utbränning möjlig. Det är bättre att välja moduler där elementen löds av en robot - i dem kommer variationen i lödkvalitet att vara minimal
- Kvaliteten på EVA-filmen, som ligger mellan elementen och glaset. Åldrandet av kristallina solcellsmoduler beror främst på åldrandet och grumlingen av denna film. Film av dålig kvalitet kan börja bli grumlig och försämras efter bara några år. En bra film kommer att hålla i 30 år eller mer, och dess grumling (och följaktligen förlusten av ström från modulen) kommer inte att överstiga 25-30 %
- Kvaliteten på modultätningen och kvaliteten på den bakre skyddsfilmen. Bakfilmen skyddar modulen från fukt. I vilken modul som helst sker fuktdiffusion genom filmen. Om kvaliteten på filmen är bra, så avlägsnas all fukt som kommer in i modulen när den värms upp i solen utanför. Om filmen är av dålig kvalitet kommer det in mer fukt än vad som kan släppas ut vid upphettning samlas kvarvarande fukt inuti modulerna och förstör elementens kontakter och kontaktnät. Detta leder till för tidigt fel på modulen.
- Kvalitetsram i aluminium. Allt är klart här: anodisering av dålig kvalitet kan leda till oxidation av ramen och dess korrosion. Lyckligtvis är denna defekt mer visuell och kommer sannolikt inte att leda till för tidigt fel på modulen. Även om i vissa fall (till exempel vid installation av moduler på master där starka vindbelastningar är möjliga eller där miljön är aggressiv) kan accelererad korrosion av metallen leda till dess förstörelse under belastning.
Hur avgör man vilken spänning modulerna har?
De senaste åren har moduler med icke-standard spänning, som är konstruerade för att fungera i serie högspänningskretsar. Tack vare oprofessionella säljare av solpaneler, både ryska och kinesiska, har förvirring uppstått med indikeringen av solcellsmodulernas märkspänning. Vi kommer att ge några tips om hur man avgör vad spänningen på en solpanel är.
Spänningen på en solpanel bestäms av antalet seriekopplade solceller. Varje solcell har en driftspänning på strax under en halv volt. För närvarande finns det moduler med ett antal element på 36, 48, 54, 60,72 och 96. De vanligaste modulerna med ett antal element är 36, 60 och 72. De med 48, 54 och 96 element är mycket färre gemensam. Tabellen nedan visar huvudspänningarna för dessa solpaneler.
1ТММ – punkt för maximal effekt
2 innebär möjligheten att ladda när den är ansluten till batteriet direkt eller via en PWM-kontroller. De återstående modulerna kan användas för att ladda batterier, men med obligatorisk närvaro av en MPPT-styrenhet.
När du köper moduler för ett autonomt system med batterier, var uppmärksam på modulspänningen. Nyligen har högeffektsmoduler (220-270 watt) med en icke-standardiserad spänning på cirka 20V massproducerats. Sådana moduler används vanligtvis i samband med nätanslutna fotovoltaiska växelriktare eller MPPT-laddningsregulatorer. Om du vill minska kostnaderna för systemet genom att använda en billigare PWM-styrenhet, välj moduler med en märkspänning på 12 V eller 24 V.
Tolerans betyder avvikelsen mellan modulens faktiska effekt från märkeffekten. Tolerans kan vara både positiv och negativ. Till exempel kan en modul med en namnskylteffekt på 200 W ha en effekt på 195 W; detta kommer att innebära att denna modul har negativ tolerans. Positiv tolerans innebär att solpanelen inte bara är garanterad att ha en uteffekt på 200W under standardtestförhållanden, utan ännu mer.
Temperaturkoefficienten återspeglar hur modulens utström och spänning kommer att påverkas av att öka eller minska modulens temperatur. Som du vet minskar spänningen och effekten hos en modul med ökande temperatur, och strömmen ökar. Ju lägre temperaturkoefficient för effektändring, desto bättre.
Effektivitet för solenergi
Detta är tydligt - ju högre effektivitet, desto mindre modularea krävs för att generera samma kraft och energi.
Den totala mängden energi som förbrukats vid produktionen av modulen
En annan parameter som du måste vara uppmärksam på är den totala mängden energi som skulle kunna förbrukas vid produktionen av solcellsmodulen - från kiselbrytning till leverans till färdig produktbutik. Denna parameter speglar hur energikrävande produktionen av modulen var och hur snabbt solcellsmodulen kommer att producera samma mängd energi som gick åt till dess produktion (den så kallade energiåterbetalningen).
Den angivna livslängden för en solpanel är viktig av flera anledningar. Det kan återspegla tillverkarens förtroende för kvaliteten på de producerade produkterna. Ansedda tillverkare har 25 års garanti för 80-90% av modulens effekt, samt 5 eller fler år för mekanisk skada.
Det måste dock beaktas att garantin gäller så länge tillverkaren eller importören finns. Det är här korten faller – de senaste åren har företag som verkade vara i det väldigt länge lämnat solcellsbranschen. Men ändå kvarstår den allmänna regeln - köp från säljare och tillverkare som har varit på marknaden länge och stadigt "svävar" i det turbulenta flödet på marknaden. Och detta kan bara göras om teamet är proffs (vi antyder blygsamt detta för oss själva). Eftersom få människor köper moduler direkt från tillverkaren är det viktigt att välja rätt säljare eller installatör som ska tillhandahålla dig rätt val och driftlägen för ditt solenergisystem.
Kostnaden för en modul beror på dess effekt i direkt proportion. Men ju högre enhetseffekt modulen har, desto lägre blir kostnaden per watt. Därför, om du behöver en viss kraft, är det bättre att få det med stora moduler än små - det blir både billigare och mer pålitligt, eftersom du kommer att ha färre anslutningar. Dessutom är kostnaden per watt för moduler med en standardspänning på 12/24V (antalet element i en modul är 36 eller 72) vanligtvis högre än med ett icke-standardiserat antal element i en modul på 48, 54 eller 60 För den senare behövs en dyrare MPPT-kontroller vid laddning av batterier.
Vilken typ av solceller som används i modulen avgör också dess storlek. Så beräkna först hur mycket ström du behöver för att driva din last och se sedan om du har tillräckligt med utrymme för att rymma så många moduler. Du kan behöva välja dyrare men effektivare moduler för att tillgodose alla dina energibehov. Glöm förresten inte att innan du designar ett solenergisystem måste du ta allt möjliga åtgärder om energibesparing (detta har redan skrivits om på andra sidor på vår hemsida).
Toppeffekt för alla moduler uppmätt under standardtestförhållanden:
Luftmassa AM=1,5, strålning E=1000 W/m2 och solcellstemperatur Tc=25°C. Sådana förhållanden existerar inte under själva driften av modulerna - modulerna värms vanligtvis upp till 40-60 grader, belysningen är nästan alltid under 1000 W/m2 (undantaget är frostiga, klara dagar). Därför tillhandahåller många tillverkare även modulegenskaper under NOCT (normala driftsförhållanden) - vanligtvis för en modultemperatur på 45-47C och belysning på 800 W/m2, medan uteffekten av modulerna är ungefär 25-30% lägre än peak. På en frostig, klar dag kan modulproduktionen nå upp till 125 % av toppen.
Typ av solceller – monokristallina, polykristallina, amorfa, etc.
De tre huvudtyperna av solceller som nu säljs i stor utsträckning på marknaden (alla kisel) är följande:
- monokristallin. Ha högsta verkningsgrad och tillfredsställande temperaturkoefficienter
- polykristallin. För närvarande den mest populära, eftersom har en lägre kostnad per watt med ungefär samma egenskaper som monokristallina. De senaste förbättringarna av tekniken för polykristallina moduler från märkestillverkare har inneburit att deras parametrar kan vara ännu bättre än för monokristallina moduler från noname tillverkare/panelmontörer.
- amorf (tunn film). Den minsta mängden kisel används. De har ungefär 2 gånger lägre effektivitet jämfört med kristallina moduler. Fördelarna inkluderar en låg temperaturkoefficient (dvs. vid uppvärmning sjunker kraften hos sådana moduler något) och större känslighet vid låga ljusnivåer.
Vilka moduler från de ovanstående fungerar bättre? På senare tid har det funnits många myter och ogrundade påståenden om att en av dessa typer av moduler fungerar bättre än andra. Vissa hävdar att polykristallina element fungerar bättre i svagt ljus och molniga förhållanden. Andra hävdar samma sak, men för monokristallina grundämnen. Jag hörde till och med en version att polykristallina element omvandlar spritt ljus bättre eftersom kristallerna i dem "vänds i olika riktningar."
Analys av testresultaten för hundratals moduler visar att den bra modulen inte är den som är mono eller poly, utan den som är gjord med hög kvalitet. Testresultat för PTC-moduler (som är närmare de faktiska moduldriftsförhållandena) visar att vissa monokristallina är bättre än vissa polykristallina, och vissa polykristallina är bättre än vissa monokristallina. Detta faktum bekräftas också av många slutanvändarjämförelser av moduler som "bevis" fördelarna med mono framför poly, och fördelarna med poly framför mono.
Hur man väljer rätt solcellspaneler tillverkade i Kina och inte ångrar det?
Den allmänna regeln är att välja solceller och moduler producerade av stora välkända företag. Sådana moduler är gjorda av element av högsta kvalitet.
Element som inte har klarat det strikta urvalet av en märkestillverkare säljs till montörer av solcellspaneler, av vilka det finns många i Kina. Dessutom säljer alla dessa montörer sina moduler till OEM, dvs. under andra företags handelsnamn. Det finns nu en majoritet av dessa på den ryska marknaden. Var alltid uppmärksam på om tillverkaren anges på moduletiketten. Risken för att få moduler av okänd kvalitet som inte fungerar är mycket hög, och om du inte ens känner till tillverkaren (säljarens handelsnamn hjälper dig inte på något sätt att få en garanti), var beredd på att du köper solcellsmoduler utan garanti.
Vanligtvis har billiga kinesiska moduler följande nackdelar:
- Diskrepans mellan den deklarerade makten och den faktiska
- Allvarlig försämring av moduler under de första driftsåren (upp till 20-30%)
- Dålig lödnings- och monteringskvalitet
- Användning av material av låg kvalitet vid tillverkningen av modulen (flussmedel, film, aluminium, solceller, etc.)
Du kan också köpa moduler på en onlineauktion. Men kommer de att fungera som annonserat? Troligtvis inte, och vi har fakta som stödjer detta.
Ytterligare en punkt måste beaktas när du köper importerade moduler - garantifråga. MED ryska tillverkare Det finns inga problem i detta avseende - de byter alla snabbt ut eller reparerar moduler under garantin. Ansvariga ryska importörer, som har funnits på marknaden i många år, lämnar också sin garanti för de solcellsmoduler de importerar. Annars måste du vara mycket försiktig när du väljer solpanelsleverantör.
Moduler med märkesetiketter utan att ange den verkliga tillverkaren bör göra dig försiktig - i de flesta fall kommer du inte att kunna få garantiservice för sådana moduler, vi har många exempel på detta.
Var uppmärksam på hur modulerna är förseglade. Små tillverkare löder element manuellt och inte med robot, så tjockleken på lodet ändras vid lödning av elementens kontaktstänger. Stora företag löder med hjälp av en robot, så kvaliteten på lödningen är mycket högre.
Se till att ta reda på hur många år modulleverantören har funnits på marknaden. Även om en kinesisk tillverkare ger en garanti för sina produkter, tänk på hur du kommer att byta modulen - om din säljare inte ger dig en garanti, kommer du praktiskt taget inte att ha en. När du kontaktar en tillverkare i Kina direkt kommer du säkerligen att ådra dig kostnader för transport, tullklarering etc., eftersom... Dessa kostnader täcks inte av någon utländsk tillverkare. Dessa utgifter kan endast ersättas till dig av en beprövad, pålitlig säljare som arbetar i enlighet med rysk lagstiftning. Om du köper moduler från en välkänd säljare som har arbetat på denna marknad i många år (till exempel från oss) får du även en garanti för modulerna från honom. Se upp med att köpa importerade moduler från installatörer eller småsäljare – i de allra flesta fall kan de inte lämna garanti på modulerna de säljer. Be dem alltid om tillverkarens eller importörens garantikort, var inte lat för att ringa telefonnumret som anges på garantikortet och fråga vem som tillhandahåller garantiservice och hur.
Därför är vår rekommendation att endast välja märkesvaror solcellsmoduler, eller åtminstone de som anger deras tillverkare. Bland kineserna är dessa TrinaSolar, Yingli, Canadian Solar, JA Solar, Suntech, Motech, Linuo, Hanwha, ReneSola, Jinko, etc. - mer information här. Deras garanti kommer faktiskt att tillhandahållas i många år, och inte så länge som säljaren och hans varumärke existerar.
Om det inte finns några tillverkardata på modulen, utan bara namnet på OEM-säljaren, bör detta varna dig. Typiskt är sådana moduler gjorda av lågkvalitetselement (klass B och C) och till ett lågt pris.
Solcellsmoduler är inte billiga och är designade för att hålla mer än 30 år. Det vore väldigt oklokt att spara 30-50% på kostnaden för modulen och efter några år sluta med en icke-fungerande modul, som det är omöjligt att göra anspråk på mot någon. Kom ihåg att "billigt är aldrig bra."
Hur man väljer rätt solpaneler
Allmän situation på solcellsmodulmarknaden För några år sedan fanns det inget speciellt val av moduler från ukrainska tillverkare för köparen.
Som alltid med sådana här frågor kan svaret på hur länge solpaneler håller vara lite komplicerat, eftersom det beror på en mängd olika faktorer, som vi ska titta på härnäst. Men kort sagt – riktigt lång!
Den genomsnittliga nedbrytningsnivån för solpaneler är 0,8 % per år (upp till 80 % efter 25 år).
Generellt sett anger de flesta tillverkargarantier att panelernas livslängd upphör när deras produktion reduceras till 80 % av originalproduktionen. Detta betyder dock inte att batteriet slutar fungera - vissa nya tekniker som körs på 50 % kan fortfarande överträffa äldre inställningar med 80 % av originalprestandan.
Genomsnittliga nedbrytningshastigheter
Enligt en fotovoltaisk nedbrytningsstudie publicerad av National Renewable Energy Laboratory (NREL) är den genomsnittliga nedbrytningen av solceller 0,8 % per år (upp till 80 % med 25 år), med medianen sjunkande till 0,5 % och 78 % av samtliga undersökta anläggningar visade en försämringsgrad på mindre än 1 %. Det är dock medelvärden och det finns ett antal faktorer som kan förändra denna siffra, till exempel teknik.
Livslängden för en solpanel beror på typen av panel
Med ny teknik som inte har använts på länge – koppargalliumindiumselenid (CIGS) och kadmiumtellurid (CdTe), är det svårt att dra säkra slutsatser. Det finns exempel som visar vilda skillnader i deras nedbrytningshastighet, där vissa inte visar någon försämring alls (eller i ett fall en märkbar förbättring!) och andra visar en 10%-ig minskning av produktionen på bara fem och ett halvt år. Silikonsolceller håller dock mycket längre och är just nu den hetaste produkten på marknaden. Det är därför vi förstår mycket bättre vad som påverkar dem.
Vad orsakar nedbrytning?
Klimatet är den överlägset starkaste faktorn i livslängden för kiselbaserade solceller. Höga temperaturer, snabba temperaturcykler och hög relativ luftfuktighet har effekt, även om den exakta effekten varierar beroende på vilken teknik som används.
1. Höga temperaturer
Ständigt höga temperaturer kan orsaka problem med kemiska komponenter, och trots mångas antagande: varmare är bättre! För varje ökning med 10 °C (18 °F) fördubblas nedbrytningshastigheten för kemiska komponenter.
2. Snabba temperaturförändringar
Temperaturcykler, eller upprepade snabba temperaturförändringar, påverkar fysiskt de material som panelen består av. Detta ses vanligtvis på platser som öknar där dagarna är mycket varma och nätterna är mycket kalla. När paneldelarna expanderar och drar ihop sig med temperaturförändringar, slits de ut, vilket förvärrar eventuella tillverkningsfel och skadar tätningar. I vissa fall kan dimensionsförändringarna vara tillräckligt stora för att fukt ska kunna passera genom tätningarna, även om själva tätningarna fortfarande är bra. Mycket beror på panelens design och kvalitet.
3. Hög relativ luftfuktighet
Relativ luftfuktighet är ett mått på hur mycket fukt som finns i luften. Varma områden med mer nederbörd är sannolikt blötare, liksom områden nära stora vattendrag. Fukt kan orsaka problem av en mängd olika anledningar, från korrosion av järnkomponenter och ledningar till kondens och imma inuti panelen, vilket direkt påverkar dess effektivitet. Solpaneler är vattentäta, men ingen tätning är perfekt, och de kan misslyckas med tiden - speciellt om det sker en plötslig temperaturförändring.
Klimatpåverkan
Vi kan få en god uppfattning om hur olika klimatförhållanden påverkar solpaneler genom att titta på en nyligen publicerad studie publicerad i tidskriften Energy Policy. Verket jämför graden av nedbrytning olika typer silikonpaneler i fyra olika klimatzoner i USA:
- Fukt subtropisk;
- Fuktig kontinental;
- Öken;
- Nautisk.
De fann att kristallina kiselpaneler, oavsett om de är mono- eller poly-, beter sig identiskt med varandra i alla klimat. Det finns dock en betydande skillnad när man jämför dem med amorfa kiselpaneler. Även om du funderar på att investera i en annan teknik är detta en bra illustration av hur mycket som kan göras miljö med dina solpaneler.
1. Fuktigt subtropiskt klimat (Atlanta, Georgia)
Kristallina kiselpaneler i regionen runt Atlanta visar medelhastighet nedbrytningen är cirka 0,7 % per år, jämfört med 1,33 % för amorfa paneler. Detta ger en teoretisk livslängd på 28 år för kristallina paneler, men endast 15 år för amorfa paneler.
2. Fuktigt kontinentalt klimat (Boston, Massachusetts)
I klimat som Boston bryts kristallina paneler ned med en genomsnittlig hastighet på 0,89 % per år, eller cirka 22 år. Som ni ser är detta redan en stor förändring jämfört med nivån i Atlanta.
Det finns inga siffror tillgängliga här för amorfa paneler. Detta beror troligen på det faktum att de är designade för varma klimat och inte är det bästa valet i regionen runt Boston.
3. Ökenklimat (Phoenix, Arizona)
I området kring Phoenix drabbas kristallina paneler av en nedbrytningshastighet på cirka 1,08 % per år (lite över 18 år), medan frekvensen för amorfa paneler når 1,34 % per år (knappt 15 år). Du kan se effekten av ihållande höga temperaturer här, tillsammans med den dramatiska temperaturförändringen mellan natt och dag.
4. Marint klimat (Portland, Oregon)
Portlands maritima klimat ger de kristallina panelerna en genomsnittlig nedbrytningshastighet på 0,56 % per år och en livslängd på nästan 36 år. Som jämförelse visar amorfa paneler en genomsnittlig andel på 1,59% per år - totalt 12-13 år. Denna skarpa skillnad beror troligen på hur väl de olika teknologierna hanterar fukt och saltkorrosion.
Andra faktorer
Utöver temperatur- och luftfuktighetsproblem bör du ta hänsyn till faktorer som säsongsbetonad kraftig vind eller kraftigt snöfall när du väljer paneler. Generellt sett kan dock detta beaktas vid design och installation av hela systemet, inte bara panelerna.
Slutsats
Det finns mycket att tänka på när du bestämmer dig för att investera i solenergi, och även om du kan basera ditt beslut på tillverkarens garanti, finns det mer än så. Din miljö är extremt viktig för din panels prestanda, bortom faktorer som mängden solljus du får. Genom att välja rätt panel för ditt område kommer din investering att tjäna dig mycket bättre på lång sikt.
Solpaneler har testats i fältförhållanden på många installationer. Praxis har visat att livslängden för solpaneler överstiger 20 år. Solcellsanläggningar som har varit verksamma i Europa och USA i cirka 25 år har visat en minskning av moduleffekten med cirka 10 %. Således kan vi prata om den verkliga livslängden för solcellsmonokristallina moduler på 30 år eller mer. Polykristallina moduler håller vanligtvis 20 år eller mer. Amorfa kiselmoduler (tunnfilm eller flexibla) har en livslängd på 7 (första generationens tunnfilmsteknologier) till 20 (andra generationens tunnfilmsteknologier) år. Dessutom förlorar tunnfilmsmoduler vanligtvis 10 till 40 % av sin effekt under de första två åren av drift. Därför består cirka 90 % av marknaden för PV-moduler för närvarande av kristallina kiselmoduler.
Andra systemkomponenter har olika livslängder: batterier har en livslängd på 2 till 15 år och kraftelektronik har en livslängd på 5 till 20 år.
Många tillverkare ger en garanti på sina moduler under en period på 10 till 25 år. Samtidigt garanterar de att modulernas effekt inte kommer att minska med mer än 10%. Garantin för mekanisk skada ges vanligtvis under en period av 1 till 5 år.
Kristallina moduler har den mest omfattande drifterfarenheten. De började installeras på 50-talet av förra seklet, och massanvändning började i slutet av 1970-talet. Därför är det redan möjligt att dra några slutsatser om hållbarheten hos sådana moduler.
Designlivslängden för kristallina moduler är vanligtvis 30 år. Tillverkare utför accelererade tester av modulens funktion för att bedöma dess verkliga livslängd. Själva solcellerna som används i solcellsmoduler har en nästan obegränsad livslängd och uppvisar ingen nedbrytning efter årtionden av drift. Produktionen av moduler minskar dock med tiden. Detta är resultatet av två huvudfaktorer - den gradvisa förstörelsen av filmen som används för att försegla modulen (vanligtvis etylenvinylacetatfilm - EVA) och förstörelsen av modulens baksida (vanligtvis polyvinylfosfatfilm), samt gradvis grumling av EVA-filmskiktet mellan glaset och solcellerna.
Modultätningen skyddar solcellerna och interna elektriska anslutningar från fukt. Eftersom det är nästan omöjligt att helt skydda elementen från fukt, "andas" modulerna faktiskt, men det är extremt svårt att märka. Fukt som tränger in tas bort ute under dagen när temperaturen på modulen ökar. Solljus förstör gradvis tätningselementen på grund av ultraviolett strålning, och de blir mindre elastiska och mer mottagliga för mekanisk påfrestning. Med tiden leder detta till försämring av modulens skydd mot fukt. Fukt som fångas inuti modulen leder till korrosion elektriska anslutningar, en ökning av motståndet på platsen för korrosion, överhettning och förstörelse av kontakten, eller en minskning av modulens utspänning.