Introduktion:
Solfotovoltaiska system består av en eller flera solpaneler (även kallade "solmodul") kombinerade med en växelriktare och andra elektriska komponenter och reglerutrustning, energilagringssystem osv. Denna artikel kommer att i detalj introducera komponenterna i det fotovoltaiska systemet och de faktorer som påverkar systemets livslängd. Detta för att vägleda dig till att bättre underhålla det fotovoltaiska systemet och förlänga dess livslängd.
Vad ingår i det fotovoltaiska systemet?
Solpanel (även kallad "solmodul")
En solpanel är en anordning som används för att fånga solens ljus och omvandla det till elektricitet. Även kända som solcellmoduler eller fotovoltaiska paneler, består de vanligtvis av flera solcellskivor som använder den fotovoltaiska effekten för att omvandla solenergi till likström.
Funktion: Solpanelens huvudfunktion är att omvandla ljusenergi till likströms elektrisk energi.
Möjliga problem:
（1）Strömavbrott:
1). Otillräcklig förpackning eller erosion av baksidan: Otillräcklig förpackning eller åldrande baksida kan leda till fuktskador, vilket påverkar batteriets prestanda. På fuktiga och molniga dagar kan växelriktaren stänga av sig, vilket gör att återbetalningar eller ersättningar blir nödvändiga.
2). För hög svetstemperatur: Överdriven svetstemperatur kan skada battericellerna, vilket orsakar en minskning av kraften.
3). Oregelbunden planering och design: Dålig systemplanering, oregelbunden installation och felaktig jordning kan leda till dolda sprickor i batteriet, vilket orsakar en potential-inducerad nedbrytning (PID) effekt.
4). Blixtar: Blixtnedslag kan skada komponenter eller orsaka diod kortslutningar i anslutningsdosor, vilket resulterar i komponentfel.
（2）Delaminering av solpaneler:
1). Glasdelaminering: Delaminering mellan glas och celler kan inträffa på grund av defekter i den vidhäftande filmen eller föroreningar på glasytan.
2). Baksidedelaminering: Delaminering mellan celler och baksidan kan uppstå på grund av dålig EVA-prestanda eller fel på baksidan.
3). Otillräcklig korslänkning: Otillräcklig korslänkning av laminationer kan leda till större delamineringsområden och successivt fel av elektriska egenskaper.
（3）Elektriska bränder:
1). Problem med lödlob: Överdrivet motstånd mellan batteriets lödlober och svetstejp på grund av varm och kall belastning kan leda till elektriska stötbränder.
2). Blockeringar och heta punkter: Fågelspillning, löv, skräp och ogräsblockeringar kan leda till heta punkter. Att inte rengöra dem kan resultera i gradvis stigande temperaturer och potentiella elektriska stötbränder.
（4）Snigelmönster:
Bildandet av bruna linjer som liknar snigelspår på solpaneler kan inträffa på grund av fuktansamling, defekt silverpasta under batteritillverkning, oflexibla batteriark eller yttre krafter under installationen.
（5）Mikrosprickor:
Små mikrosprickor, ursprungligen osynliga för blotta ögat, kan vidga sig på grund av termisk expansion och sammandragning, vilket potentiellt kan avbryta energiflödet inom solmodulen och orsaka en betydande kraftminskning.
Tidpunkt för utbyte: Vanligtvis kan utbyte övervägas i slutet av livslängden för en sol-PV-panel, upp till 25 år för enkelglasmoduler, upp till 30 år för glas-glas. Alternativt kan tidigare utbyte vara nödvändigt om det finns synliga skador, trasigt glas, sprickor, försämring av prestanda (vanligtvis under 80% av nominell effekt) eller allvarliga problem med heta punkter.
Utebytestid:
Enkelglas solpaneler kan hålla i upp till 25 år, och glas-glas solpaneler kan till och med hålla i upp till 30 år, men den faktiska livslängden beror på en rad faktorer, inklusive tillverkningskvalitet, den miljö de används i och underhållsnivån. Vanligtvis minskar solpanelers prestanda i mindre utsträckning under de första åren, och sedan avtar det i följande år. Vid allvarliga skador eller elektriska problem kan det vara nödvändigt att byta ut delar eller hela solpanelen tidigare. Underhåll och regelbunden rengöring kan förlänga livslängden på dina solpaneler, och regelbundna inspektioner och underhåll kan hjälpa till att identifiera potentiella problem i ett tidigt skede.
Växelriktare
En växelriktare är en enhet som används för att omvandla den likströmselektricitet som genereras av solpaneler till växelströmselektricitet som kan användas i elnätet eller i hushållsapparater.
Funktion: En växelriktare har funktionen att omvandla ström från DC till AC.
Möjliga problem: Fel på intern elektronik, överdriven temperatur, dålig ventilation eller överdriven fuktighet.
Tidpunkt för utbyte: Växelriktare behöver vanligtvis bytas ut i slutet av deras livslängd (vanligtvis mellan 10 och 15 år). Dessutom kan det vara nödvändigt att byta den tidigare om det uppstår problem som strömavbrott, försämrad prestanda, onormala ljud eller visade felkoder.
Monterings- och upphängningsstrukturer
Ett fäste för fotovoltaik (solcell) är en stödstruktur som används för att stödja och positionera solpaneler.
Funktion: Stödja solpaneler: Huvudfunktionen hos ett PV-fäste är att ge en stabil plattform för montering av solpaneler så att de kan vända sig mot solen och fånga solenergi.
1). Justera vinkeln: Fästen är ofta utformade med en justerbar vinkel för att säkerställa att solpanelerna står vända mot solen i en optimal vinkel för att maximera energiproduktion under olika årstider och tidsperioder.
2). Säkra och skydda: Upphängningsstrukturer säkrar solpaneler för att säkerställa att de skyddas från vind, regn och andra naturliga element.
Problem som kan uppstå:
1). Korrosion och rost: När de utsätts för utomhusmiljön under långa perioder kan fästet påverkas av korrosion och rost. Detta kan minska fästets styrka och stabilitet.
2). Materialutmattning: Fästet kommer att bära vikten av solpanelerna, så materialutmattning kan inträffa, särskilt om det utsätts för frekvent vind eller andra belastningar.
3). Positioneringsproblem: Om fästet inte är vinklat korrekt eller inte står rakt mot solen kan effektiviteten hos solpanelen minska.
4). Lös skruvar och anslutningsproblem: Fästen består vanligtvis av flera skruvar, muttrar och kopplingar, och dessa anslutningsdelar kan lossna, vilket gör att fästet blir ostabilt.
Ersättningstid:
Ersättningstiden för ett fäste beror på flera faktorer, inklusive fästets kvalitet, materialet, miljön där det används och underhållsnivån. Generellt är PV-fästen designade för att ha en lång livslängd på 20 år eller mer. Dock är regelbundet underhåll och inspektioner nyckeln till att förlänga fästets livstid. Om ett fäste upplever kraftig korrosion, materialutmattning, positioneringsproblem eller annan allvarlig skada kan det behöva bytas ut tidigare. Generellt rekommenderas det att PV-fästen underhålls och inspekteras vartannat år för att säkerställa deras säkerhet och prestanda.
Kablar och Kontakter
Kablar är isolerade trådar som används för att överföra elektrisk energi, medan kontakter är elektroniska komponenter som används för att koppla kablar till elektroniska enheter.
Funktion: Överför ström och data signaler och säkerställer anslutningar mellan komponenter.
Möjliga problem: Försämrade kablar, lösa anslutningar, korrosion eller brott.
Tidpunkt för utbyte: Sammantaget bör utbyte av kablar och kontakter övervägas när försämring, korrosion, brott, anslutningsfel eller lösning är uppenbar. Regelbunden inspektion och underhåll kan hjälpa till att upptäcka dessa problem tidigt.
Övervakningssystem
Funktion:
1). Prestandaövervakning: Övervakningssystemet spårar prestandan för solpaneler och omvandlare, inklusive parametrar såsom energiproduktion, spänning, ström och temperatur.
2). Felupptäckt: Övervakningssystemet upptäcker systemfel, modulfel eller nätverksproblem och larmar O&M-personal så att de kan vidta åtgärder i tid för att åtgärda problemet.
Realstidsdata: Tillhandahåller realtidsdata och trendanalys för att hjälpa O&M-personal att förstå systemets prestanda och fatta beslut för att förbättra energiproduktionen.
3). Rapporter och Notifieringar: Genererar prestandarapporter och larmnotifieringar så att användare kan hålla sig informerade om systemets status och vidta åtgärder när det behövs.
4). Fjärrövervakning: Tillåter användare att få åtkomst till systemets prestandadata från avlägsna platser för realtidsövervakning och hantering.
Problem som kan uppstå:
1). Kommunikationsproblem: Kommunikationsanslutningar kan vara nere, vilket förhindrar övervakningssystemet från att ta emot data eller sända larm.
Sensorfel: Sensorer eller övervakningsenheter kan misslyckas, vilket resulterar i felaktiga data eller förlorad data.
2). Datalagringsproblem: Problem med datalagrings- och bearbetningsutrustning kan uppstå, vilket resulterar i förlorad eller otillgänglig data.
3). Programvaruuppdateringar: Programvaran kräver regelbundna uppdateringar för att bibehålla kompatibilitet med systemet, men uppdateringar kan introducera nya problem.
Ersättningstid:
Ersättningstiden för ett övervakningssystem beror på ett antal faktorer, inklusive systemets kvalitet, underhållbarhet, teknologiska framsteg och underhållsnivån. Typiskt kan hårdvaran och sensorerna i ett PV-övervakningssystem behöva bytas ut på cirka 10 till 15 år för att anpassa sig till ny teknik och säkerställa konsekvent prestanda. Programvarukomponenten behöver uppdateras regelbundet för att säkerställa att den är kompatibel med de senaste operativsystemen och protokollen.
Vilka är de faktorer som påverkar livslängden på ett solfotovoltaiskt system?
Faktorer som påverkar solmoduler:
1. Solcellstyp
Monokristallina celler utgör majoriteten av solcellerna på marknaden idag. Det finns två huvudtyper av dessa monokristallina celler: P-typ och N-typ. Båda typerna av celler tros ha livstider på mellan 25 och 30 år, men deras nedbrytningshastigheter ändras avsevärt över tid, främst eftersom N-typsceller tillverkas på ett annorlunda sätt.
Spänningsinducerad nedbrytning (PID) och ljusinducerad nedbrytning (LID) är två typer av nedbrytning som N-typsceller motstår bättre. PID inträffar när vissa förutsättningar uppfylls, vilket innebär att solcellens spänningspotential och jordning kommer att få den att fungera mindre effektivt. Å andra sidan är LID en kortsiktig effektförlust som inträffar när modulen först placeras i solljus.
I detta fall varar N-typsceller längre än P-typsceller eftersom de är mindre benägna att ha boron-syre-defekter, vilka är den huvudsakliga orsaken till LID i P-typsceller. Dessutom använder N-typsbatterier fosfor istället för bor, vilket gör dem mer motståndskraftiga mot PID.
Som ett resultat tenderar N-typsbatterier att ha en liten fördel när man jämför deras varaktighet och kontinuerliga drift. Detta beror på att de är mer motståndskraftiga mot dessa nedbrytningsprocesser.
2. Temperatur
Solpaneler fungerar bäst mellan 15°C och 35°C, och påverkas lätt av höga och låga temperaturer.
Höga temperaturer (35℃+) har en mängd effekter på fotovoltaiska moduler.
1). Effektreduktion: Hög temperatur kommer att få solpanelens spänning att sjunka, vilket minskar panelens elkraftkapacitet. Detta resulterar i en minskning av panelens totala effektförbrukning.
2). Minskad effektivitet: Höga temperaturer kommer att minska solpanelens elektroniska ledningseffektivitet, minska effektiviteten av att omvandla ljusenergi till elektrisk energi och försämra solpanelens prestanda.
3). Förkortad livslängd: Långvarig exponering för höga temperaturer kan få material i batteripaneler och andra komponenter att åldras, vilket minskar deras livslängd och kräver mer frekvent underhåll och tidigare utbyte.
4). PID-effekt: I högtemperaturmiljöer kan den potentiellt inducerade effekten (PID) orsaka att solpanelens prestanda minskar eftersom laddningen i komponenten kommer att läcka.
5). Termisk expansion: Solpaneler och deras stödstrukturer expanderar vid höga temperaturer, vilket kan orsaka stress och belastning mellan komponenterna, vilket ökar risken för skador.
Förslag:
1). Korrekt installation och positionering: Välj en lämplig installationsplats för att säkerställa att dina solpaneler utnyttjar solljuset maximalt. Korrekt lutning och orientering av solpanelen kan minska risken för överhettning.
2). Ventilation och värmeavledning: Håll området runt dina solpaneler välventilerat för att hjälpa till att avleda värme. Lämplig ventilation kan minska hastigheten på temperaturökningen.
3). Kylsystem: I storskaliga solcellssystem kan kylsystem övervägas för att sänka temperaturen på solpanelerna. Detta kan inkludera vattenkylning eller andra aktiva kylteknologier.
Låg temperatur（< 0℃） påverkar också fotovoltaiska moduler:
1). Strömproduktionen minskar: Vid låga temperaturer brukar spänningen på solpanelerna öka, men strömmen minskar, vilket orsakar att panelernas effektutmatning minskar. Det innebär att solpaneler kan producera mindre elektricitet under kallt väder.
2). Bristighet: Låga temperaturer kan få solpaneler och stödstrukturer att bli mer spröda, vilket ökar risken för skador. I extremt kalla områden kan detta leda till frostskador eller strukturella problem.
3). Snötäckning: I kalla områden kan solpaneler täckas med snö, vilket blockerar solljus och minskar kraftproduktionen. Snöns vikt kan också lägga extra belastning på komponenterna.
Förslag:
1). Regelbunden rengöring: Inspektera regelbundet och ta bort snö, is eller annan smuts för att säkerställa att panelens yta förblir ren för effektiv solabsorption.
2). Använda frysskyddande beläggningar: Använd frysskyddande beläggningar på panelernas yta för att minimera effekterna av frysning samtidigt som transparensen ökas för bättre solabsorption.
Damm:
Ämnen som samlas på ytan av PV-paneler kan tränga in i solpanelernas inre genom springorna mellan ramarna, vilket förkortar panelernas livslängd.
Smutspunkter på ytan av PV-paneler blockerar kraftproduktion, och de skuggade solmodulerna värms upp, vilket skapar en hotspot-effekt. Denna effekt kan allvarligt skada solcellen, påskynda åldrandet av modulen, minska dess livslängd och till och med orsaka sammanbrott och brand.
Förslag:
1). Regelbunden rengöring: Rengör solpanelens yta regelbundet för att ta bort uppsamlad damm och smuts. Använd en mjuk borste, vatten och ett icke-slipande rengöringsmedel för rengöring. Var försiktig när du rengör för att undvika att repa panelens yta.
2). Installationslutning: Vid installation av panelerna, använd en måttlig lutningsvinkel för att hjälpa damm och smuts att tvättas bort med regn eller vind. Detta hjälper till att minimera risken för dammackumulering.
3). Användning av dammresistenta beläggningar: Använd dammresistenta eller anti-fouling-beläggningar på panelens yta för att minimera damm vidhäftning och smutsackumulering. Dessa beläggningar ökar panelens transparens, vilket i sin tur ökar mängden genererad ström. Det är också möjligt att använda självrengörande glas, som är nytt på marknaden, med en nano-beläggning på ytan, som kan vara självrengörande och hydrofob, oleofob, och kraftigt minska påverkan på modulens kraftproduktion.
4. Luftfuktighet:
1). Korrosion och oxidation: Fukt i miljöer med hög luftfuktighet kan utlösa korrosion och oxidation, vilket påverkar solpanelens metall- och elektronikkomponenter. Detta kan minska prestanda och livslängd på modulerna.
2). Elektriska läckor: Luftfuktighet och fukt kan orsaka problem med elektriska läckor, särskilt i områden som kontakter, kablar och elektriska kontaktpunkter. Detta kan l