В научном журнале Energy Economics опубликована статья «От блеска к упадку: деградация более 1 миллиона солнечных фотоэлектрических систем в Германии».
Авторы проанализировали работу более 1,25 миллиона (!) солнечных электростанций общей мощностью более 34 ГВт в Германии в течение 16 лет на основе данных системных операторов.
Набор исходных данных для анализа включал подробную информацию о выработке электроэнергии, установленной мощности, наклоне, азимуте и местоположении. Данные о солнечном излучении были получены от Службы мониторинга атмосферы Copernicus с почасовым разрешением для каждого почтового индекса. Эффективность систем с течением времени измерялась с использованием коэффициентов производительности, рассчитанных в соответствии со стандартами IEC.
Ученые обнаружили, что в среднем коэффициент линейной деградации солнечных фотоэлектрических установок составил от 0,521% до 0,613% в год. Это ниже, чем значения, полученные в предыдущих исследованиях. В заключении отмечается, что при среднем коэффициенте деградации около 0,59% в год нормативные предположения о техническом сроке службы фотоэлектрических систем в двадцать лет кажутся довольно консервативными – после 20 лет производительность все еще составляет около 90% от исходной.
При анализе нелинейных эффектов старения коэффициент корректируется, и с каждым дополнительным годом скорость деградации снижается на 0,004%–0,019%, в результате чего выходная мощность системы в возрасте 10 лет снижается на 7–13% медленнее, чем в новом состоянии.
Авторы пришли к выводу, что экстремальная жара, экстремальный холод и загрязнение атмосферы способствуют деградации, а вот осадки не влияют. При этом негативное влияние жарких дней становится более выраженным с возрастом. Что касается морозов и загрязнения воздуха, то, напротив, негативные эффекты более выражены в ранние годы и постепенно ослабевают с течением времени.
Результаты также показали, что установки с большей установленной мощностью (>30 кВт) деградируют быстрее, чем малые. Это может быть связано с так называемой деградацией, вызванной разницей потенциалов (PID), которая более характерна для панелей в составе больших массивов.
Более низкая деградация, полученная по итогам исследования, повышает доходность проектов солнечной энергетики, снижая приведенную стоимость электроэнергии (LCOE) на 4,8% по сравнению с использованием коэффициента деградации из предыдущих работ.
По мере увеличения мощностей солнечной энергетики и старения парка СЭС, вопрос модернизации объектов будет обостряться. Рассчитанный в новой статье темп деградации, который оказался существенно ниже показателей, приведенных в более ранних работах, показывает, что при установленной мощности в ФРГ в 400 ГВт годовая потребность в обновлении (замене) модулей к 2040 году примерно на 54% ниже среднего показателя, указанного в литературе. С точки зрения экономики, более низкий темп деградации означает экономию сотен миллионов евро в год, учитывая меньшие потребности в модернизации и замене фотоэлектрических модулей.
В феврале мы рассказывали, что исследовательская группа под руководством Швейцарского университета прикладных наук (SUPSI) провела долгосрочный анализ шести малых солнечных фотоэлектрических станций, установленных в Швейцарии в конце 1980-х и начале 1990-х годов. Исследователи обнаружили, что среднегодовые потери производительности в этих системах составляли в среднем от 0,16% до 0,24%, что значительно ниже показателей от 0,75% до 1% в год, обычно указываемых в литературе.
Таким образом, в мире накоплены большие объемы эмпирических данных, свидетельствующие о долговечности солнечных панелей.