Jaki jest stopień degradacji instalacji PV po 15 latach eksploatacji?

Naukowcy z Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN zbadali stopień degradacji instalacji fotowoltaicznych po 15 latach eksploatacji. Otrzymane wyniki pozytywnie zaskakują w zestawieniu z dotychczas dostępnymi informacjami.

Jak twierdzą badacze z Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią Polskiej Akademii Nauk, do tej pory nie przebadano degradacji produkcji energii elektrycznej dla dwóch bezpośrednio sąsiadujących instalacji fotowoltaicznych, których okres eksploatacji wynosi ponad 15 lat. Do swoich analiz wykorzystali metodę HDKR oraz oprogramowanie HOMER amerykańskiego Narodowego Laboratorium Energii Odnawialnej (NREL). Pozwoliło to wyeliminować wpływ zmiennych warunków pogodowych w różnych latach na spadek produktywności instalacji fotowoltaicznej.

Podobne instalacje porównawcze

Zbadano pracę dwóch instalacji zlokalizowanych w mieście Sinsheim w południowo-zachodniej części Niemiec. Obie ustawione były w kierunku południowym z 20-stopniowym przesunięciem w kierunku wschodu. Kąt nachylenia modułów w obu przypadkach wyniósł 12 stopni.

REKLAMA

Pierwsza instalacja powstała w 2003 roku i składa się z 252 modułów Suntech o mocy 150 Wp każdy. Łączna moc sytemu wynosi 37,8 kWp. Druga instalacja została zbudowana w 2004 roku i składa się ze 112 modułów Suntech o mocy 165 Wp każdy. Jej łączna moc to 18,48 kWp.

Obie instalacje zostały wyposażone w inwertery niemieckiego producenta Solarmax.

Roczna produkcja energii

W latach 2004–2021 naukowcy przeanalizowali roczną jednostkową produktywność energii dla obu instalacji (pomiary dla systemu mniejszego rozpoczęły się w 2005 roku). Na przestrzeni lat wydajność energetyczna wahała się średnio między 900 a 1000 kWh/kWp/rok (w latach 2009–2010 dochodziło do przestojów w pracy systemów, związanych m.in. z wymianą lub naprawą falowników).

Łącznie obie instalacje fotowoltaiczne od 2004 (2005) do 2021 roku wyprodukowały 958 MWh energii elektrycznej.

REKLAMA

Degradacja mniejsza, niż oczekiwano

Podczas badań naukowcy przeanalizowali spadki wydajności energetycznej na przestrzeni 16 lat (od 2004 do 2021 roku). Odnotowali, że w ciągu pierwszych dwóch lat pracy systemów rzeczywista produktywność obliczona z teoretycznej wydajności oszacowanej dla instalacji wyniosła 95,8 proc. dla większej instalacji (2004–2005) oraz 96,8 proc. dla systemu mniejszego (2005–2006). W latach 2020–2021 ta sama wartość wynosiła 93,9 proc. dla systemu o mocy 37,8 kWp, a także 93,8 proc. dla systemu o mocy 18,48 kW.

Oznacza to, że średnia degradacja mocy dla badanych systemów w ciągu 16 lat wyniosła odpowiednio dla instalacji większej i mniejszej: 1,9 oraz 2,9 proc. Łatwo zatem wyliczyć, że roczny wskaźnik degradacji dla analizowanych systemów wyniósł 0,11 proc./rok dla większej instalacji oraz 0,2 proc./rok dla mniejszego systemu.

Uzyskane wyniki są zdaniem badaczy korzystniejsze niż wykazywane w dotychczasowych publikacjach, których autorzy poruszali kwestię spadku wydajności instalacji fotowoltaicznych.

Wyniki badań opisane zostały w artykule na łamach czasopisma „Applied Energy”.