Od burz gradowych po powodzie, ekstremalne zjawiska pogodowe stają się coraz bardziej powszechne na całym świecie. Dlatego też firmy z branży solarnej muszą podjąć pewne środki ostrożności w celu ochrony sprzętu fotowoltaicznego i zapewnienia trwałości paneli słonecznych w ekstremalnych warunkach pogodowych.
“Mamy wybór, aby budować systemy fotowoltaiczne, które mogą zapewnić niezawodną energię elektryczną, nawet gdy ekstremalne warunki pogodowe niszczą sieć” – powiedział Dirk Jordan, starszy inżynier ds. niezawodności w National Renewable Energy Laboratory (NREL). “Certyfikaty, w tym edukacja i wykorzystanie najlepszych praktyk w zakresie regionalnych ekstremalnych warunków pogodowych, zwrócą się w postaci oszczędności energii elektrycznej”
Trwałość paneli słonecznych obejmuje odporność na warunki atmosferyczne, wytrzymałość mechaniczną, długowieczność sprzętu, niezawodność, odporność na degradację, gwarancje na sprzęt i certyfikaty. Przeanalizujmy ten krytyczny temat, aby mogli Państwo lepiej obsługiwać swoich klientów korzystających z energii słonecznej.
Rodzaje paneli słonecznych.
Istnieje wiele rodzajów modułów fotowoltaicznych wykorzystywanych w mieszkaniowych i komercyjnych projektach energii słonecznej.
Monokrystaliczne panele słoneczne są wykonane z pojedynczego kryształu, zwykle krzemu, i mają czarny wygląd. Są to zazwyczaj wydajne moduły, ale mogą być droższe. Panele monokrystaliczne są zazwyczaj znane z wyższej wydajności i dłuższej żywotności w porównaniu do paneli polikrystalicznych. Ta wyższa trwałość przypisywana jest jednolitości strukturalnej krzemu monokrystalicznego, co skutkuje lepszą odpornością na naprężenia i degradację w czasie.
Polikrystaliczne panele słoneczne są wykonane z wielu kryształów krzemu i mają niebieski, nakrapiany wygląd. Są one generalnie mniej wydajne i trwałe niż panele monokrystaliczne, ale często są bardziej opłacalne.
Cienkowarstwowe panele słoneczne wykorzystują inny proces produkcyjny, który polega na osadzaniu warstw materiału półprzewodnikowego na podłożu takim jak szkło lub metal. Mogą one być elastyczne i lekkie, a także przezroczyste lub półprzezroczyste. Panele cienkowarstwowe są zazwyczaj mniej wydajne niż panele krystaliczne, ale działają lepiej w warunkach słabego oświetlenia i w wysokich temperaturach. Chociaż panele cienkowarstwowe mają swoje zalety, generalnie charakteryzują się krótszą żywotnością i niższą trwałością w porównaniu do modułów monokrystalicznych.
Fotowoltaika zintegrowana z budynkiem (BIPV) została zaprojektowana w taki sposób, aby można ją było płynnie zintegrować z materiałami budowlanymi, takimi jak dachówki solarne lub przezroczyste okna solarne. Służą one zarówno do generowania energii odnawialnej, jak i jako element konstrukcyjny budynku. Trwałość BIPV różni się znacznie w zależności od materiału i zastosowania.
Z czego wykonane są panele fotowoltaiczne?
Moduły fotowoltaiczne są zaprojektowane tak, aby wytrzymać ekstremalne warunki pogodowe, takie jak gradobicie, wiatr i obciążenie śniegiem. Liczne elementy pomagają chronić żywotność ogniw słonecznych przed wilgocią, promieniowaniem UV, wiatrem, uszkodzeniami strukturalnymi i innymi zagrożeniami związanymi z pogodą, które mogą skrócić ich żywotność.
Panele słoneczne zazwyczaj składają się z następujących elementów:
- Ogniwa fotowoltaiczne są wykonane z materiału półprzewodnikowego, który przekształca światło słoneczne w energię elektryczną.
- Hermetyzacja chroni delikatne ogniwa fotowoltaiczne przed czynnikami środowiskowymi i zapobiega przedostawaniu się wilgoci do panelu.
- Warstwa spodnia zapewnia izolację elektryczną oraz ochronę przed wilgocią i promieniowaniem UV.
- Rama często składa się z aluminium lub stali i zapewnia wsparcie strukturalne. Chroni komponenty przed naprężeniami mechanicznymi i pomaga bezpiecznie zamontować panele do systemu regałów.
- Szklana osłona wykonana jest z hartowanego szkła na przedniej stronie panelu, aby chronić go przed warunkami atmosferycznymi i zanieczyszczeniami.
Wiele z tych materiałów i cech konstrukcyjnych zwiększa trwałość paneli słonecznych i ich odporność na ekstremalne warunki pogodowe. Hermetyzacja, warstwa tylna i szklana osłona chronią wewnętrzne komponenty przed wilgocią i promieniowaniem UV, które z czasem mogą powodować uszkodzenia. Rama zapewnia integralność strukturalną, podczas gdy pokrywa ze szkła hartowanego zapewnia odporność na uderzenia gradu, wiatr i inne zagrożenia związane z pogodą.
Trwałość i wydajność paneli fotowoltaicznych w upalne dni.
Wraz ze wzrostem temperatury wydajność paneli słonecznych ma tendencję do zmniejszania się, co skutkuje zmniejszoną produkcją energii słonecznej. Spadek wydajności wraz ze wzrostem temperatury wynika przede wszystkim z zachowania materiałów półprzewodnikowych w ogniwach fotowoltaicznych, co może mieć wpływ zarówno na krótkoterminową produkcję energii elektrycznej, jak i długoterminową trwałość paneli słonecznych.
Współczynnik temperaturowy jest używany do ilościowego określenia tej zależności i zwykle wykorzystuje 25° C jako temperaturę odniesienia. Przedstawia on procentowy spadek mocy wyjściowej panelu słonecznego na każdy stopień Celsjusza wzrostu temperatury powyżej 25°C.
Współczynnik temperaturowy wynosi zazwyczaj od -0,2% do -0,5% na stopień C, ale różni się w zależności od typu panelu słonecznego i jakości modułu. Cienkowarstwowe panele słoneczne mają zwykle niższy współczynnik temperaturowy niż monokrystaliczne i polikrystaliczne panele słoneczne, więc dobrze sprawdzają się w upalne dni. Podobnie, monokrystaliczne panele słoneczne generalnie działają lepiej w upalne dni w porównaniu do paneli polikrystalicznych.
Długotrwała ekspozycja na wysokie temperatury może mieć degradujący wpływ na materiały stosowane w panelach słonecznych, potencjalnie skracając ich ogólną żywotność. Podwyższone temperatury mogą prowadzić do naprężeń termicznych, powodując rozszerzanie się i kurczenie różnych elementów panelu, co może osłabiać połączenia lutowane i inne delikatne części. Z biegiem czasu takie cykle termiczne mogą przyczyniać się do degradacji ogniw słonecznych i innych materiałów, ostatecznie wpływając na długoterminową wydajność i trwałość paneli słonecznych.
Trwałość paneli fotowoltaicznych w ekstremalnych warunkach.
Panele słoneczne są zaprojektowane tak, aby wytrzymać szeroki zakres warunków pogodowych i generalnie mogą dobrze działać w ekstremalnych warunkach. Niektóre czynniki, takie jak zabrudzenia, ulewny deszcz, śnieg, huragany i inne trudne warunki pogodowe, mogą jednak wpływać na wydajność energii słonecznej. Odpowiednie praktyki projektowe, instalacyjne i konserwacyjne mogą pomóc złagodzić te skutki. Proszę zapoznać się z kartą wyników niezawodności modułów fotowoltaicznych PVEL, aby uzyskać informacje na temat wydajności poszczególnych modeli.
Zabrudzone panele fotowoltaiczne.
Nagromadzenie kurzu, brudu lub innych cząstek na powierzchni paneli słonecznych może zmniejszyć ilość światła słonecznego docierającego do ogniw słonecznych. Zabrudzenia mogą być bardziej widoczne w suchym, zapylonym klimacie lub w pobliżu zakładów przemysłowych. W rzeczywistości, zabrudzone moduły słoneczne są bardziej narażone na powstawanie gorących punktów, które są powszechną wadą paneli fotowoltaicznych, mogącą wpływać na ich długoterminową trwałość.
Aby rozwiązać problem zabrudzonych paneli fotowoltaicznych wpływających na ich trwałość, niezbędne jest ich regularne czyszczenie i konserwacja. Wdrożenie zaplanowanej rutyny czyszczenia może skutecznie usunąć nagromadzony brud i zanieczyszczenia z powierzchni paneli, umożliwiając im pracę z maksymalną wydajnością. Stosowanie odpowiednich technik czyszczenia i sprzętu, takich jak miękkie szczotki i nieścierne roztwory czyszczące, może pomóc w zapobieganiu uszkodzeniom paneli, jednocześnie skutecznie usuwając zabrudzenia. Kluczowe znaczenie dla trwałości paneli słonecznych ma jednak ich bezpieczne czyszczenie i unikanie zarysowań powierzchni.
Deszcz.
Chociaż chmury deszczowe zmniejszają wytwarzanie energii słonecznej poprzez zasłanianie światła słonecznego, opady deszczu mogą również pozytywnie wpływać na wydajność paneli słonecznych. Woda deszczowa pomaga zmyć kurz i brud, poprawiając wydajność paneli słonecznych. Inwertery solarne mogą być wrażliwe na wyładowania atmosferyczne, dlatego należy stosować zabezpieczenia przeciwprzepięciowe i osłaniać je w miarę możliwości, aby zapewnić trwałość systemu solarnego.
Śnieg na panelach fotowoltaicznych.
Nagromadzenie śniegu na panelach słonecznych stanowi wyzwanie, ponieważ pokrywa on ich powierzchnię i zmniejsza ilość światła słonecznego docierającego do ogniw. W regionach, w których występują obfite opady śniegu, panele słoneczne są często instalowane pod kątem, aby ułatwić zsuwanie się śniegu. Ponadto moduły fotowoltaiczne są zaprojektowane tak, aby były trwałe i wytrzymywały obciążenie śniegiem zgodnie z lokalnymi przepisami i normami budowlanymi.
W niektórych przypadkach konieczne może być okresowe usuwanie śniegu w celu przywrócenia optymalnej wydajności. Należy jednak uważać, aby nie zarysować modułów, ponieważ może to wpłynąć na trwałość paneli słonecznych. Do bezpiecznego usuwania śniegu należy używać miękkiej szczotki lub narzędzia do odśnieżania zaprojektowanego specjalnie do paneli słonecznych. Ponadto odpowiednie środki ostrożności mają kluczowe znaczenie podczas przebywania na dachu, zwłaszcza jeśli powierzchnia jest oblodzona.
Huragany i panele słoneczne przy silnym wietrze.
Panele słoneczne są zaprojektowane tak, aby wytrzymać duże prędkości wiatru i są zazwyczaj testowane zgodnie z międzynarodowymi normami, takimi jak Międzynarodowa Komisja Elektrotechniczna (IEC) 61215. Norma ta ocenia wytrzymałość mechaniczną paneli fotowoltaicznych poprzez poddanie ich symulowanym warunkom wiatrowym. Panele spełniające te normy są zaprojektowane tak, aby były odporne na uszkodzenia spowodowane huraganami i innymi silnymi wiatrami.
Pozwolenia na instalację fotowoltaiczną w wietrznym klimacie mogą spełniać wymagania normy IEC 61215. Wymogi te mają na celu zapewnienie trwałości i wydajności paneli słonecznych w różnych warunkach środowiskowych, w tym w wietrznym klimacie. Konkretne wymagania dotyczące zezwoleń mogą się jednak różnić w zależności od lokalnych przepisów i nasilenia warunków wiatrowych na danym obszarze.
Obszary zagrożone powodzią i trwałość paneli fotowoltaicznych.
Prawidłowe poprowadzenie przewodów i instalacja elektryczna mają kluczowe znaczenie dla zapewnienia bezpieczeństwa i wydajności systemów paneli słonecznych na obszarach podatnych na powodzie. Komponenty elektryczne i połączenia mogą być zaprojektowane tak, aby były wodoodporne lub umieszczone w obudowach odpornych na warunki atmosferyczne. Trasa przewodów jest starannie zaplanowana, aby uniknąć obszarów zagrożonych powodzią, a w razie potrzeby można wdrożyć dodatkowe środki, takie jak podwyższony montaż lub bariery przeciwpowodziowe. Ważne jest, aby przestrzegać lokalnych przepisów budowlanych i przepisów dotyczących instalacji paneli słonecznych na obszarach zagrożonych powodzią, aby zapewnić długowieczność i bezpieczne działanie.
Kontrola paneli po zdarzeniu pogodowym.
Po wystąpieniu zdarzenia pogodowego, instalatorzy systemów solarnych powinni przeprowadzić dokładną inspekcję systemów pod kątem potencjalnych uszkodzeń i problemów z trwałością paneli słonecznych. Oto najważniejsze kroki:
- Zapewnienie bezpieczeństwa osobistego: Przed rozpoczęciem inspekcji należy sprawdzić, czy nie ma zerwanych linii energetycznych lub innych niebezpiecznych warunków. Proszę powiadomić odpowiednie władze i postępować zgodnie z odpowiednimi protokołami bezpieczeństwa.
- Wizualna inspekcja paneli fotowoltaicznych: Proszę sprawdzić wzrokowo moduły fotowoltaiczne pod kątem widocznych oznak uszkodzeń, takich jak pęknięcia, rozbite szkło lub luźne połączenia. Proszę sprawdzić, czy z panelami nie zetknęły się żadne zanieczyszczenia, takie jak spadające gałęzie. Dodatkowo proszę sprawdzić ramę panelu pod kątem jakichkolwiek oznak wygięcia lub deformacji.
- Wyłączenie systemu solarnego: Jeśli widoczne są jakiekolwiek oznaki uszkodzenia, należy wyłączyć cały układ solarny, aby zapobiec wszelkim zagrożeniom elektrycznym.
- Uziemienie i okablowanie: Sprawdzić system uziemienia i połączenia przewodów pod kątem luźnych, skorodowanych lub uszkodzonych połączeń.
- Montaż i stelaż paneli słonecznych: Proszę sprawdzić system montażowy i stelaż pod kątem oznak ruchu, uszkodzeń lub niewspółosiowości. Proszę poszukać poluzowanych lub brakujących śrub, wsporników lub innych elementów i sprawdzić, czy panele są nadal bezpiecznie przymocowane do dachu lub konstrukcji montażowej.
- Testy elektryczne: Jeśli kontrola wzrokowa nie wykaże widocznych uszkodzeń, konieczne może być przeprowadzenie testów elektrycznych. Proszę zmierzyć napięcie i natężenie prądu wyjściowego paneli, aby upewnić się, że mieszczą się one w oczekiwanym zakresie. Wszelkie znaczące odchylenia mogą wskazywać na ukryte uszkodzenia.
Często zadawane pytania dotyczące trwałości paneli fotowoltaicznych.
Oto niektóre z najczęściej zadawanych pytań dotyczących paneli słonecznych w ekstremalnych warunkach pogodowych.
Czy istnieją gwarancje na panele słoneczne, które obejmują uszkodzenia spowodowane ekstremalnymi warunkami pogodowymi?
Gwarancje na panele słoneczne zazwyczaj obejmują wady produkcyjne i gwarancje wydajności, a nie uszkodzenia spowodowane warunkami pogodowymi, ponieważ podlegają one czynnikom zewnętrznym pozostającym poza kontrolą producenta. Warunki gwarancji mogą się jednak różnić w zależności od producenta, dlatego ważne jest, aby zapoznać się z konkretną gwarancją producenta paneli słonecznych w celu uzyskania dokładnych informacji.
Polisy ubezpieczeniowe właścicieli domów często oferują ochronę przed uszkodzeniami paneli słonecznych spowodowanymi warunkami pogodowymi w ramach ochrony mienia. Proszę doradzić klientom korzystającym z paneli słonecznych, aby sprawdzili u swoich ubezpieczycieli zakres ochrony paneli słonecznych w ramach ich polis.
Jakie panele fotowoltaiczne są najtrwalsze w gorącym klimacie?
Najlepsze panele słoneczne do gorącego klimatu mają zazwyczaj niskie współczynniki temperaturowe, aby utrzymać wydajność. Panele monokrystaliczne mają strukturę monokrystaliczną, która pozwala na lepszą tolerancję na ciepło i ogólną wydajność w gorącym klimacie w porównaniu z wielokrystaliczną strukturą paneli polikrystalicznych. Panele cienkowarstwowe i panele dwupowierzchniowe również nadają się do pracy w wysokich temperaturach. Proszę wybrać panele o niskim współczynniku temperaturowym, aby uzyskać optymalną wydajność w gorącym klimacie.
Czy panele fotowoltaiczne są odporne na warunki atmosferyczne?
Moduły słoneczne są zaprojektowane tak, aby były odporne na warunki atmosferyczne i są zbudowane tak, aby wytrzymać różne warunki pogodowe, w tym deszcz, śnieg, grad i silny wiatr. Producenci paneli słonecznych wykorzystują materiały takie jak szkło hartowane i wytrzymałe ramy, aby chronić ogniwa słoneczne przed uszkodzeniem. Jednak prawidłowa instalacja ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia ich odporności na warunki atmosferyczne, dzięki czemu nadają się one do użytku w różnych klimatach i środowiskach.
Czy konserwacja systemu fotowoltaicznego może zwiększyć trwałość paneli fotowoltaicznych?
Tak, Państwa klienci mogą wykonać kilka zadań, aby zapobiec uszkodzeniom spowodowanym warunkami atmosferycznymi. W zależności od dachu i właściciela domu może być konieczne zatrudnienie profesjonalisty, aby bezpiecznie przeprowadzić niektóre z tych czynności.
- Proszę sprawdzić wzrokowo panele słoneczne, system regałów i wszelkie powiązane okablowanie pod kątem oznak uszkodzeń fizycznych, takich jak pęknięcia, odpryski, luźne połączenia lub odsłonięte przewody.
- Proszę usunąć z powierzchni paneli słonecznych wszelkie zanieczyszczenia, takie jak liście, gałęzie lub brud. Nagromadzone zanieczyszczenia mogą zmniejszyć wydajność paneli i ostatecznie spowodować ich uszkodzenie, jeśli zostaną pozostawione bez nadzoru.
- Proszę przyciąć drzewa w pobliżu paneli fotowoltaicznych, ponieważ spadające gałęzie lub nadmierne zacienienie przez drzewa może wpływać na wydajność systemu fotowoltaicznego i potencjalnie powodować uszkodzenia podczas trudnych warunków pogodowych.
- Proszę sprawdzić dach i system montażowy pod kątem oznak uszkodzeń, takich jak luźne lub skorodowane gonty, niszczejące obróbki blacharskie lub luźne mocowania, jeśli właściciele domów mogą to zrobić bezpiecznie. Należy niezwłocznie zająć się wszelkimi problemami, aby zapobiec przeciekom dachu lub uszkodzeniom konstrukcji.
- Proszę monitorować moc wyjściową systemu za pomocą systemu monitorowania energii słonecznej i sprawdzać odczyty falownika pod kątem niewyjaśnionych spadków mocy wyjściowej energii słonecznej. Proszę upewnić się, że Państwa klienci posiadają wymagane dane logowania do monitorowania swoich danych produkcyjnych.
Czy istnieją dane z testów trwałości paneli fotowoltaicznych?
PVEL Solar Module Scorecard to renomowane źródło, które ocenia trwałość paneli słonecznych, a także inne wskaźniki wydajności. Zazwyczaj zawiera ona dane dotyczące niezawodności, wydajności i innych ważnych aspektów paneli słonecznych w oparciu o szeroko zakrojone testy.
Jak silny wiatr mogą wytrzymać panele fotowoltaiczne?
Systemy fotowoltaiczne powinny być zaprojektowane tak, aby wytrzymywać prędkości wiatru typowe dla miejsc ich instalacji. Standardowe panele słoneczne mogą zazwyczaj wytrzymać wiatr o prędkości od 145 do 193 kilometrów na godzinę. Konkretne wartości znamionowe paneli słonecznych mogą się jednak różnić w zależności od producenta i wytycznych dotyczących instalacji. Ponadto prawidłowa instalacja i montaż paneli słonecznych odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu bezpieczeństwa modułów w wietrznych warunkach.
Jak trwałe są panele fotowoltaiczne?
Panele słoneczne są generalnie trwałe i zaprojektowane do długotrwałego użytkowania. Szklana powłoka zapewnia ochronę przed czynnikami środowiskowymi, a materiały hermetyzujące chronią wrażliwe ogniwa fotowoltaiczne. Warstwa spodnia działa jako dodatkowa warstwa ochronna. Prawidłowo wyprodukowane panele słoneczne mogą wytrzymać trudne warunki pogodowe, wahania temperatury i ekspozycję na promieniowanie UV.
Jak długo działają panele fotowoltaiczne?
Panele słoneczne zwykle działają przez około 25 do 30 lub więcej lat. Jednak większość paneli słonecznych nadal wytwarza energię elektryczną po upływie 30 lat, ale w niższym tempie ze względu na degradację związaną z wiekiem. Niektóre modele paneli słonecznych degradują się szybciej niż inne, więc proszę zapoznać się z gwarancją mocy, aby uzyskać informacje na temat szybkości degradacji.
Panele fotowoltaiczne są trwałe i odporne na ekstremalne warunki pogodowe.
Moduły fotowoltaiczne są nie tylko zaprojektowane tak, aby sprostać ekstremalnym warunkom pogodowym, ale także akumulatory słoneczne mogą nawet złagodzić skutki przerw w dostawie energii spowodowanych takimi zdarzeniami. Przykładowo, dziesiątki tysięcy systemów fotowoltaicznych z bateriami słonecznymi zostało zainstalowanych w Puerto Rico po przejściu huraganu Maria. Istnieją najlepsze praktyki, których powinni przestrzegać instalatorzy systemów fotowoltaicznych i właściciele domów, aby zapobiec uszkodzeniu systemów fotowoltaicznych przez ekstremalne warunki pogodowe.
Prawidłowa konstrukcja systemu fotowoltaicznego promuje trwałość w ekstremalnych warunkach pogodowych dzięki takim cechom, jak solidne systemy montażowe, materiały odporne na warunki atmosferyczne, wzmocnione konstrukcje i zaawansowane systemy monitorowania, które mogą wykrywać i łagodzić potencjalne problemy. Te elementy konstrukcyjne zapewniają, że systemy solarne mogą wytrzymać trudne warunki i utrzymać optymalną wydajność przez długi czas.