주거용 태양광 패널은 얼마나 오래 지속되나요?

주거용 태양광 패널은 장기 대출이나 임대로 판매되는 경우가 많으며 주택 소유자는 20년 이상의 계약을 체결합니다. 하지만 패널은 얼마나 오래 지속되며 탄력성은 얼마나 됩니까?

패널 수명은 기후, 모듈 유형, 사용된 랙 시스템 등 여러 요소에 따라 달라집니다. 패널 자체에는 특정한 "종료 날짜"가 없지만 시간이 지남에 따라 생산이 중단되면 장비가 폐기되는 경우가 많습니다.

향후 20~30년 동안 패널을 계속 운영할지 아니면 업그레이드를 모색할지 결정할 때 출력 수준을 모니터링하는 것이 정보에 입각한 결정을 내리는 가장 좋은 방법입니다.

하락

NREL(National Renewable Energy Laboratory)에 따르면 시간이 지남에 따라 성능 저하라고 불리는 출력 손실은 일반적으로 매년 약 0.5%에 이릅니다.

제조업체는 일반적으로 패널 교체를 고려할 수 있는 충분한 성능 저하가 발생한 시점을 25~30년으로 간주합니다. NREL에 따르면 태양광 모듈의 제조 보증에 대한 업계 표준은 25년입니다.

0.5%의 벤치마크 연간 성능 저하율을 고려하면 20년 된 패널은 원래 성능의 약 90%를 생산할 수 있습니다.

패널 품질은 성능 저하율에 어느 정도 영향을 미칠 수 있습니다. NREL에 따르면 파나소닉과 LG 같은 프리미엄 제조업체는 연간 약 0.3%의 비율로 저하되는 반면 일부 브랜드는 최대 0.80%의 비율로 저하됩니다. 25년이 지난 후에도 이러한 프리미엄 패널은 여전히 ​​원래 출력의 93%를 생산할 수 있고, 열화가 더 높은 예는 82.5%를 생산할 수 있습니다.

(읽다: "연구원들은 15년 이상 된 PV 시스템의 성능 저하를 평가합니다.“)

성능 저하의 상당한 부분은 PID(잠재적 유도 성능 저하)라는 현상으로 인해 발생합니다. 이는 전부는 아니지만 일부 패널에서 경험하는 문제입니다. PID는 패널의 전압 전위와 누설 전류가 모듈 내에서 반도체 재료와 모듈의 다른 요소(예: 유리, 마운트 또는 프레임) 사이의 이온 이동성을 구동할 때 발생합니다. 이로 인해 모듈의 전원 출력 용량이 어떤 경우에는 크게 감소합니다.

일부 제조업체는 유리, 캡슐화 및 확산 장벽에 PID 방지 재료를 사용하여 패널을 제작합니다.

모든 패널은 또한 광유도 열화(LID)라는 현상을 겪습니다. 이 현상은 패널이 햇빛에 노출된 후 처음 몇 시간 내에 효율성을 잃게 됩니다. LID는 결정질 실리콘 웨이퍼의 품질에 따라 패널마다 다르지만 일반적으로 효율성이 일회성으로 1~3% 손실된다고 PV Evolution Labs의 테스트 연구소인 PVEL이 밝혔습니다.

풍화

기상 조건에 대한 노출은 패널 성능 저하의 주요 원인입니다. 열은 실시간 패널 성능과 시간 경과에 따른 성능 저하의 핵심 요소입니다. 주변 열은 전기 부품의 성능과 효율성에 부정적인 영향을 미칩니다.NREL에 따르면.

제조업체의 데이터 시트를 확인하면 패널의 온도 계수를 확인할 수 있으며, 이는 패널이 더 높은 온도에서 작동할 수 있는 능력을 보여줍니다.

계수는 표준 온도인 섭씨 25도 이상으로 섭씨 1도씩 높아질 때마다 실시간 효율성이 얼마나 손실되는지를 설명합니다. 예를 들어, -0.353%의 온도 계수는 25도를 초과하는 섭씨 1도마다 총 생산 능력의 0.353%가 손실된다는 것을 의미합니다.

열 교환은 열 순환이라는 과정을 통해 패널 성능 저하를 유발합니다. 따뜻해지면 물질이 팽창하고, 온도가 낮아지면 수축합니다. 이러한 움직임으로 인해 시간이 지남에 따라 패널에 미세 균열이 서서히 형성되어 출력이 저하됩니다.

연간모듈 점수 카드 연구, PVEL은 인도에서 운영 중인 36개의 태양광 프로젝트를 분석한 결과 열 저하로 인한 심각한 영향을 발견했습니다. 프로젝트의 평균 연간 성능 저하율은 1.47%에 달했지만 추운 산악 지역에 위치한 어레이의 성능 저하율은 거의 절반인 0.7%였습니다.

올바르게 설치하면 열 관련 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 대류 공기가 아래로 흘러 장비를 식힐 수 있도록 패널은 지붕에서 몇 인치 위에 설치해야 합니다. 열 흡수를 제한하기 위해 밝은 색상의 재료를 패널 구성에 사용할 수 있습니다. 그리고 인버터, 컴바이너 등 성능이 특히 열에 민감한 부품은 그늘진 곳에 위치해야 하며,CED 그린텍을 제안합니다.

바람은 태양광 패널에 해를 끼칠 수 있는 또 다른 기상 조건입니다. 강한 바람은 동적 기계적 부하라고 불리는 패널의 휘어짐을 유발할 수 있습니다. 이로 인해 패널에 미세 균열이 발생하여 출력이 저하됩니다. 일부 랙킹 솔루션은 바람이 많이 부는 지역에 최적화되어 강한 들어올림 힘으로부터 패널을 보호하고 미세 균열을 제한합니다. 일반적으로 제조업체의 데이터시트는 패널이 견딜 수 있는 최대 바람에 대한 정보를 제공합니다.

폭풍이 심할 때 패널을 덮을 수 있는 눈의 경우에도 마찬가지이며 생산량이 제한됩니다. 눈은 동적 기계적 부하를 발생시켜 패널 성능을 저하시킬 수도 있습니다. 일반적으로 패널은 미끄럽고 따뜻하기 때문에 눈이 미끄러져 떨어지지만, 어떤 경우에는 주택 소유자가 패널에서 눈을 치우기로 결정할 수도 있습니다. 패널의 유리 표면이 긁히면 출력물에 부정적인 영향을 미칠 수 있으므로 이 작업은 주의 깊게 수행해야 합니다.

(읽다: "옥상 태양광 시스템을 장기적으로 유지하기 위한 팁“)

성능 저하는 패널 수명의 정상적이고 피할 수 없는 부분입니다. 적절한 설치, 조심스러운 제설 및 세심한 패널 청소는 출력에 도움이 될 수 있지만 궁극적으로 태양광 패널은 움직이는 부품이 없어 유지 관리가 거의 필요하지 않은 기술입니다.

표준

특정 패널의 수명이 길고 계획대로 작동할 수 있도록 하려면 인증을 위한 표준 테스트를 거쳐야 합니다. 패널은 단결정 및 다결정 패널 모두에 적용되는 국제전기기술위원회(IEC) 테스트를 따릅니다.

에너지세이지가 말했다.IEC 61215 표준을 충족하는 패널은 습식 누설 전류 및 절연 저항과 같은 전기적 특성에 대한 테스트를 거칩니다. 바람과 눈에 대한 기계적 부하 테스트와 핫스팟, UV 노출, 습도 동결, 습열, 우박 충격 및 기타 실외 노출에 대한 약점을 확인하는 기후 테스트를 거칩니다.

IEC 61215는 또한 온도 계수, 개방 회로 전압 및 최대 전력 출력을 포함한 표준 테스트 조건에서 패널의 성능 지표를 결정합니다.

또한 패널 사양 시트에는 표준 및 테스트를 제공하는 UL(Underwriters Laboratories)의 씰도 흔히 볼 수 있습니다. UL은 기후 및 노후화 테스트는 물론 모든 범위의 안전 테스트를 실행합니다.

실패

태양광 패널 고장은 낮은 비율로 발생합니다. NREL연구를 실시했다2000년부터 2015년 사이에 미국에 50,000개 이상의 시스템이 설치되었고 전 세계적으로 4,500개가 넘는 시스템이 설치되었습니다. 이 연구에서는 연간 10,000개 패널 중 5개의 패널이 평균적으로 고장나는 것으로 나타났습니다.

1980년에서 2000년 사이에 설치된 시스템의 실패율이 2000년 이후 그룹의 두 배에 달하는 것으로 밝혀지면서 패널 오류는 시간이 지남에 따라 눈에 띄게 개선되었습니다.

(읽다: "성능, 신뢰성, 품질 면에서 최고의 태양광 패널 브랜드“)

시스템 가동 중지 시간이 패널 오류로 인해 발생하는 경우는 거의 없습니다. 실제로 kWh Analytics의 연구에 따르면 모든 태양광 발전소 가동 중단 시간의 80%는 패널의 DC 전류를 사용 가능한 AC로 변환하는 장치인 인버터 고장으로 인해 발생하는 것으로 나타났습니다. PV 매거진은 이 시리즈의 다음 회에서 인버터 성능을 분석할 예정입니다.