用于長期評(píng)估的
光伏模塊安裝在阿爾伯克基的桑迪亞光伏系統(tǒng)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室。來源:克雷格弗里茨
由桑迪亞光伏研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)完成了對(duì)834個(gè)現(xiàn)場光伏組件的五年退化研究,代表了來自三種氣候下的七個(gè)制造商的13種類型的模塊。他們的目標(biāo)是量化最近廣泛使用的光伏技術(shù)的退化率,并公開發(fā)布結(jié)果,以告知相關(guān)利益相關(guān)者和最佳實(shí)踐。
該團(tuán)隊(duì)的光伏進(jìn)展文章給出了他們的研究結(jié)果,并代表了桑迪亞光伏系統(tǒng)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室以及國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室和中佛羅里達(dá)大學(xué)合作實(shí)驗(yàn)室的多年工作。
“光伏市場在不斷變化,這些新技術(shù)缺乏長期的現(xiàn)場數(shù)據(jù),這提出了耐用性是否受到影響的問題,”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Marios Theristis說。
“直接從公開市場購買光伏組件使我們能夠進(jìn)行公正的分析,并通過發(fā)布數(shù)據(jù)以匿名方式告知公眾。與NREL和UCF的合作對(duì)于這樣的研究至關(guān)重要,因?yàn)樗刮覀兡軌蛟诓煌臍夂蛳掳惭b相同的系統(tǒng),并按照良好控制和協(xié)調(diào)的測(cè)量計(jì)劃對(duì)其進(jìn)行表征。
據(jù)研究人員稱,光伏模塊的成本在過去十年中急劇下降(根據(jù)最近的NREL報(bào)告,高達(dá)85%),這要?dú)w功于規(guī)模經(jīng)濟(jì),使用新的,更高效的電池設(shè)計(jì),生產(chǎn)線的自動(dòng)化,更大的模塊和物料清單的變化,如更薄的玻璃和框架, 新的灌封膠和背板等。
然而,這些節(jié)省成本的組件設(shè)計(jì)和材料變化可能會(huì)影響模塊的耐用性和可靠性,而平準(zhǔn)化電力成本對(duì)功率衰減率很敏感。隨著功率退化的增加,電力的平準(zhǔn)化成本上升,系統(tǒng)壽命下降。
科學(xué)家們測(cè)量了新墨西哥州,科羅拉多州和佛羅里達(dá)州現(xiàn)場光伏模塊的性能下降。他們?cè)谘芯块_始時(shí)測(cè)量了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下的性能,檢查了初始功率穩(wěn)定性,并在接下來的五年內(nèi)定期重新測(cè)試模塊,以監(jiān)測(cè)隨時(shí)間推移的退化率。
他們發(fā)現(xiàn)降解速率隨時(shí)間推移具有高度非線性,并且某些模塊類型中存在季節(jié)性變化。每年-0.6%的平均和中位降解率值與舊模塊測(cè)量的速率一致。在研究的23個(gè)系統(tǒng)中,研究發(fā)現(xiàn),六個(gè)系統(tǒng)的退化率將來將超過保修限制,而假設(shè)退化率趨勢(shì)已經(jīng)穩(wěn)定,13個(gè)系統(tǒng)顯示出使用壽命超過30年的潛力。
“這是一個(gè)令人鼓舞的結(jié)果。隨著光伏安裝的增加,消費(fèi)者和其他利益相關(guān)者將有興趣了解,面對(duì)快速的技術(shù)改進(jìn)和成本降低,光伏的耐用性似乎是一致的,“馬里奧斯說。
“然而,同樣令人擔(dān)憂的是,26%的系統(tǒng)可能超過保修限制。將退化率降低到能夠延長光伏組件壽命的水平的機(jī)會(huì)仍然存在。例如,對(duì)于35年和50年的使用壽命,光伏組件應(yīng)分別以大于每年-0.55%和每年-0.4%的降解速率值運(yùn)行。
科學(xué)家們還提出了重要的討論點(diǎn)。如何定義降解速率,無論是相對(duì)于規(guī)格還是初始后穩(wěn)定額定值,都會(huì)影響最終的速率。由此產(chǎn)生的費(fèi)率可能會(huì)對(duì)購買成本、保修和保險(xiǎn)索賠或項(xiàng)目融資的可行性研究產(chǎn)生重大影響。
Marios表示,有興趣了解有關(guān)測(cè)試模塊的更多信息的消費(fèi)者和利益相關(guān)者將很快能夠查看在桑迪亞,國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室和中佛羅里達(dá)大學(xué)佛羅里達(dá)太陽能中心DuraMAT DataHUB收集的所有閃存測(cè)試數(shù)據(jù)。
“這項(xiàng)研究是一個(gè)很好的例子,說明國家實(shí)驗(yàn)室如何與大學(xué)合作,回答有關(guān)太陽能技術(shù)耐用性的關(guān)鍵問題,”桑迪亞高級(jí)科學(xué)家Joshua Stein說。“很少有機(jī)構(gòu)能夠維持涉及如此大量模塊的長期實(shí)驗(yàn)。
“我們將繼續(xù)部署市場上可用的新技術(shù),”馬里奧斯說。“因此,我們將繼續(xù)報(bào)告所有光伏壽命階段,我們還將利用現(xiàn)場測(cè)量以及成像數(shù)據(jù),為驅(qū)動(dòng)退化的原因和原因提供屬性。
原標(biāo)題:光伏研究人員發(fā)布為期五年的早期組件退化研究