Надеждност и време на живот на модулите

[Mateev]

Отварям тази тема, защото е много актуална и по нея се пише във всички останали теми. Предлагам в бъдеще всички дискусии по надеждността на модулите да се правят в тази тема.

[Mateev]

Тука има много за писане, но за днес времето ми свърши. В следващите няколко дни ще гледам да намеря време и да напиша моето мнение за надеждността и времето на живот на отделните компоненти - силициева клетка, тънкослойна клетка, стъкло, EVA филм, херметизация, опроводяване, защитни диоди и рамка. Дотогава вие можете да пишете вашите мнения и да задавате въпроси.

[Miro]

Най-старата свързана в мрежата фотоволтаична инсталация в Европа

Година на въвеждане в експлоатация - 1982
Мощност - 9 324 Wp
Модули - 252 Х 37 Wp Arco Solar, ASI 16-2300, sc-Si
Инвертор - Abacus, 10kW, подменен през 1992 г с Ecopower, 15kW
Местоположение - покривът на Университета по Приложни Науки на Южна Швейцария


Резултат от стареенето след 20 години експлоатация:

59% от модулите имат спад с до 10% от номиналната мощност
35% - спад между 10 и 20%
6% - спад над 20%. Най-лошият модул е със спад от 29% спрямо ном.мощност.

92% от модулите страдат от някаква форма на разламиниране
76% имат нарушена херметизация
15% имат счупени клетки - средно по една на модул. Оказва се, че счупените клетки НЕ навреждат на производителността на модулите.
24% при инфрачервен анализ показват горещи петна по повърхността на модулите (с разлика повече от 4 градуса от температурата на останалата част от модула). Основно горещите петна се появяват от предната страна на съединителните кутии, като температурната разлика с останалата част на модула достига до 10%. Дефакто модулите с горещи петна дават най-забележимия спад в производителността.

Това е резултатът от 20 години работа... при тогавашнаа технология за производство и инженерни решения. Сега качествето би трябвало да е несравнимо по-добро, или поне на лидерите в индустрията.

[Mateev]

Информацията е безценна. Дай линк към оригинала да се запозная по-подробно.

Разламинирането не е страшно, ако е в центъра на модула. Но това със загубата на херметичност (предполагам по периферията) е притеснително. Дано вече да са усъвършенствували технологията и съвременните модули да са по-добри. При всички случаи обаче ще се наложи да потърсим методи и средства за възстановяване на херметичността. Може би един път на 20 години да се наложи разглобяване на рамките на модулите и повторно херметизиране със силикон. Операцията няма да е скъпа и едва ли ще хвърли по повече от 10-20 лв. на модул за труд и материали.

За разлика от разхерметизирането, статистиката на спада на мощността според мене е много добра. Голям спад имат нищожен процент от модулите. Лошото обаче е, че тези модули ще влошат параметрите на целия стринг. Явно ще трябва един път на 10 или на 20 години да се замерват всички модули, да се пресортират и да се преразпределят по стрингове. По този начин деградирането лесно ще се поддържа в диапазона от 10% на всеки 20 години. Най-добре е тази операция да се прави при подмяната на инверторите.

[Mateev]

Прави впечатление, че първия инвертор е сменен на 10-тата година, а втория работи вече 25 години. Това е добра новина. Явно технологията на инверторите се усъвършенствува и времето им на живот нараства. Надявам се, че също се е усъвършенствувала и технологията на модулите.

При всички случаи едно е ясно - централите имат огромен живот. Даже и след 100 години основното количество модули ще имат 30-40% от първоначалната си производителност. Но периодично ще се налага подмяна на инверторите и ремонт на модулите. И също така пресортиране на модулите и може би даже и промяна на стринговата организация. Това ще предполага разглобяване на цялата централа, замерване, сортиране, подбор на групи модули с еднакви токове (мощности), изчисляване на новата стрингова организация и повторно сглобяване на централата. По груби преценки операцията ще струва около 0.2 EUR/Wp или половината от годишната печалба в годината на ремонта. Като сложим и цената на новите инвертори (надявам се че дотогава ще поевтинеят с много) излиза че ще загубим цялата годишна печалба в годината на ремонта.

С две думи - периодично ще губим по една цяла годишна печалба. Само дето все още не се знае дали това ще става един път на 10 или един път на 20 години. Това разбира се важи само за малки централи. При големи централи някъде след 10-тата или 15-тата година ще се започне плавна реорганизация на модулите и подмяна само на тези инвертори, които се повредят. И няма да загубим цялата годишна печалба, а например в продължение на 10 години ще губим 10% от печалбата. Затова най-добре е при направата на бизнес плана след 15-тата година да предвидим ежегодна загуба на печалбата от порядъка на 5-10%. И така до края на живота на централата, който може би ще продължи до над 100 години.

[Mateev]

Явно в бъдеще ще се наложи да се измислят технологии за ремонт на модулите. Струва си да обсъдим именно този аспект - какво може да се направи по въпроса.

СЧУПЕНИ ИЛИ ПУКНАТИ КЛЕТКИ
Явно процента е много малък, но все пак не върви да изхвърляме цял модул заради една единствена клетка. Ремонта според мене е много лесен. Първо ако пукнатината е по продължение на шините на свързване най-вероятно няма да се нуждаем от никакъв рвмонт. Лявата шина ще събира тока от лявото парче, а дясната - от дясното. При напречна пукнатина също не би трябвало да има никакви проблеми с токоотвеждането. При късо съединение в една клетка също няма да има проблем - просто напрежението на модула ще намалее с половин волт. Най-голям проблем би имало при прекъсване на клетката. Ремонта при това положение е сравнително бърз и лесен. От задната страна на модула се нарушава полимерното покритие и се достика до пистите от двете страни на клетката. След това с най-обикновен проводник клетката се окъсява. И толкова. След това се възстановява херметизацията. При полимерните материали това се прави лесно. Трябва да се залепи ново парче полимер с лепило, което го разтваря. Например хлороформ.

ВЪЗСТАНОВЯВАНЕ НА ХЕРМЕТИЗАЦИЯТА ПО ПЕРИФЕРИЯТА
Ще се наложи разглобяване на рамката, почистване на силикона, нанасяне на нов силикон и сглобяване на рамката. Не е чак толкова сложно. Нито е кой-знае колко скъпо. Но все пак си е специализиран труд, който трябва да се извърши от специалисти. Но дотогава се надявам, че ще се появят фирми, които предлагат услугата "ремонт на модули". СТС Солар най-вероятно ще е сред тях.

Между другото бих дал мило и драго да се сдобия с един модул на 20-25 години, за да видя с очите си какво му е състоянието и след това да поекспериментирам как може то да се подобри.

[Miro]

Това го бях изровил някъде по интернет, ако се не лъжа някъде от страниците на Европейската комисия посветени на фотоволтаиците. Проучването е доста задълбочено, аз извадих само основните моменти, като съм пропуснал доста други интересни неща - тестове, които са провели с модулите и прочее....

Ето го целия документ:

[Miro]

Въщност ако тръгнем да разсъждаваме в тази посока ще е добре да се извършва визуален преглед на модулите всяка година, а през примерно 10 години да се замерват и реорганизират стринговете. Така при евентуално откриване на разхерметизация или друг дефект, модулът ще може да бъде поправян своевременно и няма да се губи почти нищо от електропроизводството.

А така се сещам и за друг плюс на инсталацията с много на брой малки инвертори. Могат да се правят непрекъснати сравнения в електропроизводството им и така проблемните стрингове ще бъдат откривани много бързо. Дори процесът може да бъде автоматизиран и да се заложи алгоритъм, който да следи за разлики в производството между отделни инвертори и да известява операторът при преминаване на определена граница. Това ще е от голяма полза при изграждането на големи централи и ще осигури минимални, дори нулеви сервизни прекъсвания на работата, респективно ще предотврати големите загуби от тях.