Jak často solární panely selhávají?

Aby bylo možné bojovat proti globálnímu oteplování a technologickým inovacím, musí být solární zařízení vyráběna pod přísnou kontrolou kvality, standardy a testováním. Hi-tech rozumí tomu, jak se výroba solárních panelů vyvíjí a k čemu to povede.

Přečtěte si “Hitech” v

Solární panely mohou přežít mrazy, hurikány a dokonce i bouře, ale pokud jsou špatně vyrobené, mohou mít za následek mnohamiliardové ztráty.

Jak se vyvíjí solární energie?

Solární energie se stala populární po celém světě. Od roku 1980 klesly ceny panelů 100krát. Instalační kapacita po celém světě by měla do roku 2023 přesáhnout 1 terawatt a do roku 2050 30–100 TW. Ale všechno není tak jednoduché, mnoho panelů, které se dnes vytvářejí, nemusí přežít tato léta, protože jejich kvalita zůstává sporná. K vytěsnění fosilních paliv musí solární energie spolehlivě fungovat, a to jak v tropech, tak na severních pólech. I za bouřky, krupobití, horka a sněhu. Až dosud byla solární energie velmi spolehlivá. Většina modulů má záruku 25-35 let. A v USA během prvních pěti let provozu selže méně než 1 % panelů.

Pokud solární panely vydrží tak dlouho, v čem je problém?

Solární energetické systémy se dnes začínají umisťovat na různá atypická místa, například na hory nebo u vody. Na trh také vstupují nové konstrukce buněk, materiály a obalové technologie. Pevné testy by proto měly být také rozmanitější. Navíc některé komponenty, které prošly testy kvality před 10 lety, jsou nyní vadné. Výrobci, kteří chtějí zlepšit energetickou účinnost a snížit náklady, dělají moduly větší a tenčí, spojují mnoho článků dohromady, aby zvýšili výkon a urychlili výrobu. Přerušení dodávek je možné například kvůli pandemii, takže někteří výrobci používají levné, nekvalitní nebo dokonce padělané komponenty Provoz a údržba nekvalitních zařízení stojí veřejné služby desítky milionů dolarů ročně – to vše je ztracená elektřina . V průběhu desetiletí toto číslo roste na miliardy.

Jak životní prostředí ovlivňuje solární panely?

Solární panely jsou stále častěji vystavovány extrémním povětrnostním podmínkám, ke kterým dochází v důsledku klimatických změn. Během texaské bouře v roce 2019 kroupy o průměru téměř 7 cm zničily moduly napájející asi 20 000 domácností. Pojistné ztráty přesáhly 75 milionů dolarů Pokud se takovým situacím nebude věnovat pozornost, šíření solární energie se zpomalí. Sektor bude čelit velkým pojistným událostem, ztrátě příjmu, finančním rizikům a bezpečnostním problémům. V souladu s tím budou společnosti podezřívavé z instalace panelů.

Pokud se solární panely tak snadno ničí a na trhu je spousta závad, možná bychom měli tento způsob výroby energie opustit?

Vědci jsou přesvědčeni, že samotná technologie výroby solární energie je neuvěřitelně slibná a může zachránit životy. Například, když 10 milionů lidí ztratilo elektřinu během hlubokého mrazu v Texasu v USA, odhadem zemřelo 111 lidí a způsobily škody 130 miliard dolarů a větrné turbíny byly neefektivní, ale výroba solární energie byla z velké části nedotčena. Tvoří 2 % veškeré energie ve státě.

Odborníci formulovali pět kroků k překonání největších výzev solární energie

Je třeba zlepšit laboratorní testy a počítačové modely, aby bylo možné vyhodnotit výkonnost panelů nové generace. Výzkumníci musí lépe porozumět procesu degradace zařízení. Moderní panelové testy také ne vždy odrážejí skutečné klimatické podmínky, ve kterých bude fungovat. To může vést k chybným výsledkům.

Standardy kvality se široce používají k testování jednotlivých komponent, jako jsou panely a diody. Netýkají se ale celé sluneční soustavy. Pokud zařízení není správně sestaveno nebo existují rozdíly mezi součástmi, může to vše vést ke špatnému výkonu. Kontroly musí jít nad rámec testování pouze v továrně, k používání náhodného odběru vzorků a testování produktů na shodu v každé fázi dodavatelského řetězce – tak funguje potravinářský průmysl. Normy je také třeba neustále aktualizovat, aby odrážely nové technologie.

Někteří velcí provozovatelé solárních panelů již používají infračervené nebo viditelné kamery na dronech a letadlech k monitorování poruch. K rychlému čtení a interpretaci dat o výkonu panelu jsou však zapotřebí pokročilejší analytické metody. V případě poruchy vám to pomůže rychle reagovat a snížit výrobní ztráty a škody. Pro tyto účely můžete použít neuronovou síť: pomůže vám najít i ty nejmenší nedostatky.

• Udělejte transparentní výrobní proces

Málokdy výrobci zveřejňují, jak byl panel vyroben, nebo uvádějí, z čeho je vyroben. Kvůli výpadkům dodávek během pandemie není vždy známo, jaké kvalitní komponenty byly k vytvoření zařízení použity. Vývojáři, kupující a testeři by si měli vyžádat přesné informace o obsahu modulu.

Když například operátoři v New Jersey pracovali ve velkém zařízení a zkoumali 12 % neefektivních modulů, bylo zjištěno, že problém byl způsoben nesrovnalostmi během výrobního procesu.

Je potřeba šířit a implementovat osvědčené postupy ve výrobě solárních panelů po celém světě. Například v regionech náchylných k hurikánům. Jedná se o jednoduché kroky, které mohou zachránit život: použijte silné nosné konstrukce navržené tak, aby vydržely rychlost bouřkového větru, instalujte šroubované skrz rámy nebo vícemontážní svorky, použijte šrouby odolné proti vibracím, umístěte montážní držáky do krokví a nejen do střechy, a neinstalujte panel blízko okraje.

Všechny tyto metody, které zlepšují výkon solárních panelů, jsou nákladově efektivní ve srovnání se ztrátami v důsledku změny klimatu. Výpadky elektřiny v důsledku hurikánů v USA stály jen v roce 2018 150 miliard dolarů a záplavy v Německu v roce 2022 stály 11,3 miliardy dolarů Investice do kvality solárních panelů zaručí desítky let dostupnou a čistou elektřinu.

Čtěte více

Dobře postavené solární panely vydrží v průměru 20 až 30 let, než jejich výkon začne výrazně klesat. Životnost solárních panelů je ovlivněna několika faktory, včetně typu použitých materiálů, kvality výroby a instalace solárního panelu a klimatu, ve kterém pracují.

Starší modely solárních panelů mají tendenci se opotřebovávat rychleji než novější modely a bývají méně spolehlivé než ty, které byly instalovány po roce 2000. Na rezidenční solární panely se často vztahuje 25letá záruka, po jejímž uplynutí je záruka mimo. vyrábět stejné množství elektřiny jako při první instalaci.

Degradace solárního panelu

Jak solární panely stárnou, začnou degradovat; i když je již nelze považovat za funkční, stále do jisté míry vyrábějí elektřinu. Degradace je měřítkem poklesu výkonu solárních panelů v průběhu času. To není totéž jako porucha, ke které dojde, když solární panel náhle přestane vyrábět elektřinu. Solární panely se mohou opotřebovat do té míry, že selžou, nebo mohou jednoduše pokračovat v degradaci a postupně snižovat svůj elektrický výkon, až přestanou být ekonomicky životaschopné.

Studie provedená National Renewable Energy Laboratory zjistila, že průměrná roční míra degradace solárních panelů je asi 0,5 %. Pokud solární panel běží 10 let, jeho produkce elektřiny klesne na přibližně 95 % původní úrovně produkce. Degradační proces hydrogenovaného amorfního křemíku používaný v mnoha solárních panelech je známý jako Staebler-Wronskiho efekt. Když je materiál vystaven světlu, jeho schopnost vést elektrický proud se snižuje.

K rozkladu může dojít i vlivem vyšších teplot. Solární panely instalované přímo na střechách obvykle dosahují vyšších teplot než panely instalované na zemi. Systémy v teplejších podnebích mívají také nižší účinnost než systémy v mírnějších podnebích. Další příčinou degradace je změna barvy EVA nebo plastové kapsle, která může ovlivnit množství slunečního záření, které solární články dostávají. K odlupování může dojít, když se EVA odlepí od skleněného krytu solárního panelu. To může vést k degradaci, protože do panelu se může dostat vzduch, prach, vlhkost a další škodlivé nečistoty. Jiné fyzické závady a poškození solárního panelu mohou také vést ke snížení výkonu.

Jak zvýšit účinnost solárních panelů

• Instalaci solárních panelů nechte na profesionálovi.
• Věnujte pozornost orientaci a náklonu solárních panelů, abyste zajistili maximální oslunění.
• Ujistěte se, že solární panely nejsou zastíněny stromy nebo jinými překážkami.
• Použijte chladicí systémy ke snížení teplot a zvýšení energetického výkonu.
• Snižte odraz světla pomocí antireflexní vrstvy.

Jak dlouho vydrží solární panely?

Solární panely vydrží v průměru 5 až 15 let. Lithium-iontové, olověné a niklové baterie jsou některé z nejčastěji používaných typů baterií v solárních systémech.

Stejně jako solární panely, i solární panely se časem opotřebovávají. Jejich schopnost ukládat energii je snížena faktory, jako je to, k jaké zátěži je baterie připojena, jak efektivně jsou baterie nabíjeny a vybíjeny a teplota. Provozováním solárních panelů při optimálních teplotách a používáním systému správy baterií, který zajistí, že nebudou přebité nebo zcela vybité, můžete prodloužit životnost svých solárních panelů.

Co se stane se solárními panely po skončení jejich životnosti?

Jakmile solární panel dosáhne konce své životnosti, musí být vyřazen z provozu. V silikonových panelech lze recyklovat sklo, hliník a měď.

Přestože je možné znovu použít nebo recyklovat části solárního panelu, pouze Evropská unie má předpisy vyžadující recyklaci těchto materiálů. Japonsko testuje solární panely na nebezpečný odpad před likvidací a může navrhnout konkrétní způsoby recyklace nebo likvidace materiálů.

Ve Spojených státech jsou solární panely považovány za nebezpečný odpad a podléhají zákonu o ochraně a obnově zdrojů. Státy, jako je Kalifornie, jsou v procesu vývoje předpisů pro likvidaci částí solárních panelů, které dosáhly konce své životnosti.

Ne všechny díly solárních panelů jsou však recyklovatelné a tyto komponenty končí na skládkách. Opětovné použití nebo recyklace materiálů solárních panelů poskytuje zemím obrovskou příležitost získat zpět peníze a zdroje.

• Proč solární panely selhávají? Kromě přirozené degradace mohou solární panely selhat v důsledku opakovaného vystavení vysokým teplotám, vlhkému teplu, praskání a rozbití (často v důsledku povětrnostních podmínek), vnitřní korozi, delaminaci nebo strukturálním vadám.
• Jak dlouho trvá, než se solární panely samy zaplatí? Průměrnému domu trvá šest až 10 let, než se náklady na solární instalaci vrátí prostřednictvím úspor energie.
• Lze solární panely recyklovat? Agentura pro ochranu životního prostředí říká, že vše od hliníkového rámu po měděný drát v solárních panelech lze recyklovat, ale polymerové vrstvy, které panel utěsňují, ztěžují demontáž. V žádném případě to není jednoduchý nebo bezodpadový proces, ale recyklační průmysl neustále objevuje nové způsoby, jak obnovit materiály solárních panelů.
• Jak prodloužit životnost vašich solárních panelů? Existuje několik věcí, které můžete udělat, abyste prodloužili životnost svých solárních panelů, včetně jejich pravidelného čištění, zakrytí během extrémních povětrnostních událostí, aby se zabránilo poškrábání, a možná i jejich montáže na zem, která je obvykle chladnější. ne na střeše.

Doporučeno:

Jak dlouho vydrží baterie elektromobilů?

Životnost baterie je pro kupující elektromobilů důležitá. Tento článek se zabývá životností baterie EV a způsoby, jak životnost baterie prodloužit

Jak fungují solární panely v zatažených dnech a v noci?

Solární panely fungují v zatažených dnech, ale mohou generovat méně energie. Zjistěte, jak klesá jejich účinnost, co se děje v noci a proč nezůstanete bez elektřiny

Jak fungují solární panely?

Průvodce krok za krokem o tom, jak solární panely vyrábějí elektřinu

Solární auta? V žádném případě. Sluneční závodníci? Cesta

Každý chce rodinná auta, která jezdí na slunci. V nejbližší době se to nestane, ale ultralehké solární závody jsou velmi zábavné

Nakonec CF Møller ukazuje světu, jak vyrobit solární panely integrované do budovy

Zatímco svět honí solární okna, vidíme, jak vyrobit solární stěny