Niemcy zbadali pracę milionów paneli PV w okresie 16 lat. Jak spadła ich wydajność?
Jak starzeją się panele fotowoltaiczne? Badania przeprowadzone w Niemczech na ponad milionie instalacji fotowoltaicznych pokazują, że poziom degradacji początkowych parametrów modułów jest wyraźnie wolniejszy niż wynikało to z dotychczasowych badań. To z kolei przekłada się na niższy koszt produkcji energii w całym cyklu pracy instalacji PV.
Naukowcy z politechniki w Cottbus (Brandenburgische Technische Universität Cottbus-Senftenberg, BTU) postawili sobie za cel zbadanie, jak spada wydajność paneli fotowoltaicznych w kolejnych latach funkcjonowania instalacji PV. Aby wyniki były odpowiednio rzetelne, przeanalizowali dane z 16 lat pracy aż 1,25 miliona instalacji fotowoltaicznych o łącznej mocy 34 GW. Wzięto przy tym pod uwagę takie elementy jak moc, orientacja i nachylenie paneli, a także dane pogodowe.
Informacje o instalacjach i uzyskach energii pochodziły od niemieckich operatorów sieci. Jednocześnie uwzględniono historyczne dane meteorologiczne z systemu Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS).
Efektami badań naukowcy z politechniki w Cottbus podzielili się z niemieckim PV Magazine. Do jakich wniosków doszli? Okazało się, że moc paneli fotowoltaicznych po wielu latach pracy okazała się wyższa niż wynikałoby to z dotychczasowych badań degradacji początkowych parametrów modułów.
Moduły fotowoltaiczne starzeją się wolniej niż zakładano
Badacze z BTU policzyli, że przeciętna degradacja początkowej mocy paneli fotowoltaicznych wchodzących w skład 1,25 miliona sprawdzonych systemów PV wyniosła 0,59 proc., co jest wynikiem znacznie korzystniejszym, niż wynikało to z wcześniej przyjętych założeń.
W przeanalizowanych systemach roczna degradacja wahała się od 0,52 proc. w przypadku najwolniej „starzejących” się modułów – do 0,61 proc. Jak zaznaczono, degradacja zwalnia wraz z wiekiem paneli fotowoltaicznych. Roczna degradacja modułów pracujących 10 lat okazywała się o 7-13 proc. mniejsza niż w przypadku modułów z najnowszych instalacji.
Stwierdzono jednocześnie, że panele wchodzące w skład małych instalacji ulegają degradacji w mniejszym stopniu niż moduły w większych systemach. Degradacja w systemach o jednostkowej mocy ponad 30 kWp okazała się wyższa średnio o 1/3.
Mniejsza degradacja = niższe LCOE
Autorzy badania podkreślają, porównując swoje wyniki z wynikami wykonywanych poprzednio badań, że spadek początkowych parametrów paneli jest dwa razy wolniejszy niż wynikało to z wcześniejszych ocen. Naukowcy z BTU przełożyli to na prognozę średniego kosztu produkcji energii z instalacji fotowoltaicznych w całym cyklu życia (Levelized Cost of Electricity, LCOE) i doszli do wniosku, że wolniejsza degradacja oznacza przeciętnie o 4,8 proc. niższy LCOE niż wynikałoby to z analizy LCOE uwzględniającej dotychczasowe szacunki dotyczące degradacji.
– To pozytywny wynik dla rynku fotowoltaicznego – od gospodarstw domowych po inwestorów, którzy zrealizowali megaprojekty. Niższa degradacja oznacza wyższe uzyski energii oraz większe przychody w całym cyklu projektów – powiedział Diego Prieto Melo z politechniki w Cottbus.
Diego Prieto Melo podkreślił w rozmowie z PV Magazine, że zmieniający się klimat – w tym coraz bardziej ekstremalne fale upałów – będzie miał coraz większy wpływ na pracę paneli fotowoltaicznych w długim okresie. Degradacja związana z ciepłem ma nasilać się z czasem, podczas gdy zimno i zanieczyszczenia wywierają silniejszy wpływ na nowsze instalacje.
Naukowcy z BTU zaznaczają, że na degradację paneli fotowoltaicznych wpływają nie tylko czynniki środowiskowe, takie jak wysokie temperatury, wilgoć czy mróz, ale także zanieczyszczenie powietrza. Poprawa jakości powietrza odnotowana w Niemczech w ostatnich dekadach ich zdaniem istotnie przyczyniła się do wolniejszego „starzenia się” modułów.
Ze szczegółowymi wnioskami z badań degradacji paneli fotowoltaicznych można zapoznać się w publikacji na łamach Energy Economics, która jest dostępna online pod tym linkiem.
Piotr Pająk
piotr.pajak@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
Wybitni polscy specjaliści i tak wiedzą, że po 10 latach panele tracą połowę wydajności, a po 15 latach zepsują się.
W Europie nie ma warunków do przyspieszonej degradacji paneli, poza silnymi wiatrami w niektórych miejscach, które powodują naprężenia ram prowadzące do mikropęknięć. Tym problemom częściowo powinna zaradzić konstrukcja wsporcza, ale mało kto na to patrzy. Natomiast nie występuje coś takiego jak wichury piaskowe (matowienie szkła) i gwałtowne zmiany temperatur (mikropęknięcia). Niektórzy producenci mają w warunkach gwarancji ograniczenie opowiedzialności przy monażach w takich warunkach – np. pustynie czy wysokość >2000 m n.p.m.