Spadek wydajności paneli fotowoltaicznych

Panele fotowoltaiczne to najszybciej rozwijająca się podgrupa odnawialnych źródeł energii w naszym kraju. Liczne programy zapewniające dotacje na montaż tego typu instalacji pomagają w niewielkich kosztach nabyć i rozpocząć eksploatację fotowoltaiki. Niewiele osób zadaje sobie jednak pytanie jaką żywotność posiadają instalacje fotowoltaiczne oraz przez ile lat mogą służyć sprawnie i spełniać swoją funkcję. W tym artykule przedstawionych zostanie kilka faktów dotyczących tego systemu oraz omówiony temat tego jaki okres eksploatacji jest możliwy przy instalacji jaką jest fotowoltaika.

Historia i parametry fotowoltaiki

Fotowoltaika jako przetwarzanie promieniowania słonecznego w energię elektryczną była szeroko badana już w połowie dwudziestego wieku. W latach 70-tych dwudziestego stulecia montowano pierwsze większe instalacje tego typu służące zaopatrywaniu w elektryczność do celów testowych i badań naukowych. Fotowoltaika była jednak droga a jej wykorzystanie na szerszą skalę nieopłacalne. Dopiero unowocześnienie i zmiana technologii pozwoliły na szerokie stosowanie tego typu systemów. Tak więc od końca lat 90-tych aż do dziś produkcja energii ze słońca rozwija się a poszczególne państwa czy też na szczeblu lokalnym organy samorządu terytorialnego wprowadzają subwencje na wykorzystanie tejże energii.

Przeczytaj również: Odsprzedaż energii z fotowoltaiki

Ogniwa fotowoltaiczne są budowane z surowca jakim jest krystaliczny wafel krzemowy. W składzie pojedynczego ogniwa są też w niewielkich ilościach napylone: miedź, ind, gal i selen oraz dodatek elektrod. Ogniwa łączy się następnie w panele o powierzchni jednego metra kwadratowego lub większe. Zakładając, że pojedyncze ogniwo jest w stanie wytworzyć od jednego do sześciu watów energii to cały panel pozwala uzyskać moc odpowiadającą kolejnym wielokrotnościom tej wartość w zależności od powierzchni. Żywotność paneli fotowoltaicznych zazwyczaj obliczana jest na 25 lat jednakże trwałość właściwa przy nieco mniejszych osiągać zapewnia pracę przez dalsze lata po tym czasie. Przykładowo w niektórych landach Niemiec występują instalacje mające powyżej 35 lat i nadal pozostające w użyciu.

Jak spada wydajność paneli fotowoltaicznych?

Na uwagę zasługuje fakt, że nie da się jednoznacznie ocenić żywotności paneli fotowoltaicznych i ocena ta zawsze będzie przypuszczeniem opartym na naukowych wyliczeniach. Zaskakuje jednak fakt, że jak na urządzenia elektroniczne o dość skomplikowanej budowie panele tego typu są bardzo wytrzymałe i odporne zarówno na czynniki atmosferyczne jak i upływ lat. Oczywiście zależne jest to od jakości produktu, miejsca zamontowania oraz stopnia eksploatacji i konserwacji jednakże pewnym minimum obliczonym dla standaryzowanych instalacji fotowoltaicznych jest 25 lat. Zazwyczaj właśnie na taki okres czasu opiewa gwarancja tego typu urządzeń po ich zakupie. Jednakże badania naukowe pokazują, że nawet instalacje starsze mające 30 czy też powyżej 40 lat nadal sprawują swoją funkcję i pracują dość intensywnie mimo spadku wydajności. Pokazuje to wytrzymałość takich instalacji.

Sprawdź również: Fotowoltaika a kolektory słoneczne

Co do wydajności paneli oraz spadku jakości ich pracy wraz z upływem lat badania prowadzono przez wiele lat. Zajmowały się tym między innymi Uniwersytety z Niemiec oraz Stanów Zjednoczonych Ameryki czyli największych na świecie użytkowników jak i producentów instalacji fotowoltaicznych. Prace badawcze wykazały, iż prawie w każdym przypadku i odmianie ogniw fotowoltaicznych wydajność ich pracy spada o 0,5 % każdego roku. Oczywiście w przypadku różnych rodzajów instalacji mogą istnieć drobne wahania jednak wartość 0,5% jest uśrednioną i typową liczbą jaką należy używać do obliczeń. Tak więc nie jest to duży spadek. Po 25 latach użytkowania panele będą nadal cechować się wydajnością aż 87,5% zaś po 30 latach nadal 85%. Widzimy więc, że nawet po wygaśnięciu gwarancji panele mogą dobrze służyć jeszcze wiele lat służąc jako dobre i ekologiczne źródło czystej energii dla zaopatrzenia domu, zakładu, oświetlenia czy innych inwestycji gdzie niezbędna jest energia elektryczna.

Sprawdź również: Nachylenie paneli fotowoltaicznych 

Szczegółowe informacje  – spadek wydajności paneli fotowoltaicznych

Moc paneli i jej jakość jest nieco różna od wydajności. Oblicza się, iż spadek mocy największy będzie dla początkowych lat eksploatacji. Pierwszy rok pracy może spowodować utratę już 4 lub 5% mocy nominalnej podanej na urządzeniu po opuszczeniu fabryki. Jednak kolejne lata spowodują straty już tylko 0,5% więc po 10 latach intensywnego użytkowania instalacji spadek mocy wyniesie maksymalnie 10% a w przypadku wydajniejszych paneli o lepszej konstrukcji materiałowej nawet mniej. Problemem z żywotnością paneli może być ich zniszczenie czy uszkodzenie w wyniku opadów gradu. Najnowsze systemy ogniw zabezpiecza się przed tym zjawiskiem atmosferycznym jednak stu procentowej pewności o ich bezpieczeństwo nie ma nigdy. Certyfikat bezpieczeństwa oznaczony numerem porządkowym IEC 61215 ma w swym zapisie odporność na kule gradowe wielkości dwudziestu pięciu milimetrów, spadające z prędkością 23 metry na sekundę. Jest to dla Polskich warunków wystarczające jednakże w krajach takich jak USA czasem nie wystarcza.