주택용 태양광 패널은 종종 장기 대출이나 임대 계약을 통해 판매되며, 주택 소유주는 20년 이상의 장기 계약을 체결합니다. 하지만 패널의 수명은 얼마나 되며, 복원력은 얼마나 될까요?
패널 수명은 기후, 모듈 유형, 사용되는 래킹 시스템 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 패널 자체에 대한 "종료일"은 정해져 있지 않지만, 시간이 지남에 따라 생산량이 감소하면 장비의 수명이 단축되는 경우가 많습니다.
20~30년 후에도 패널을 계속 가동할지, 아니면 그때 업그레이드를 고려할지 결정할 때, 출력 수준을 모니터링하는 것이 정보에 입각한 결정을 내리는 가장 좋은 방법입니다.
하락
국립 재생 에너지 연구소(NREL)에 따르면, 시간이 지남에 따라 출력이 감소하는 현상인 저하 현상은 일반적으로 매년 약 0.5%에 이릅니다.
제조업체들은 일반적으로 패널 교체를 고려해야 할 정도로 성능이 저하된 시점을 25년에서 30년으로 간주합니다. NREL에 따르면 태양광 모듈의 제조 보증 기간은 업계 표준인 25년입니다.
연간 성능 저하율이 0.5%라는 점을 고려하면, 20년 된 패널은 원래 용량의 약 90%를 생산할 수 있습니다.
패널 품질은 열화율에 어느 정도 영향을 미칠 수 있습니다. NREL에 따르면 파나소닉이나 LG와 같은 프리미엄 제조업체의 열화율은 연간 약 0.3%인 반면, 일부 브랜드의 열화율은 최대 0.80%에 달합니다. 이러한 프리미엄 패널은 25년 후에도 원래 생산량의 93%를 생산할 수 있으며, 열화율이 더 높은 패널은 82.5%까지 생산할 수 있습니다.
(읽다: "연구원들은 15년 이상 된 PV 시스템의 성능 저하를 평가합니다.“)
성능 저하의 상당 부분은 PID(전위 유도 성능 저하)라는 현상에 기인합니다. 이는 일부 패널에서 발생하는 문제이지만 모든 패널에서 발생하는 것은 아닙니다. PID는 패널의 전압 전위와 누설 전류가 모듈 내에서 반도체 재료와 유리, 마운트, 프레임 등 모듈의 다른 요소 사이에서 이온 이동도를 증가시킬 때 발생합니다. 이로 인해 모듈의 출력 용량이 감소하며, 경우에 따라 상당히 감소합니다.
일부 제조업체는 유리, 캡슐화 및 확산 장벽에 PID 방지 소재를 사용하여 패널을 제작합니다.
모든 패널은 빛에 의한 열화(LID) 현상을 겪습니다. LID는 태양에 노출된 후 몇 시간 이내에 패널의 효율이 저하되는 현상입니다. LID는 결정질 실리콘 웨이퍼의 품질에 따라 패널마다 다르지만, 일반적으로 1~3%의 일회성 효율 저하를 초래한다고 PVEL(PV Evolution Labs) 테스트 연구소는 밝혔습니다.
풍화
기상 조건에 노출되는 것이 패널 성능 저하의 주요 원인입니다. 열은 실시간 패널 성능과 시간 경과에 따른 성능 저하 모두에 중요한 요소입니다. 주변 열은 전기 부품의 성능과 효율에 부정적인 영향을 미칩니다.NREL에 따르면.
제조업체의 데이터 시트를 확인하면 패널의 온도 계수를 알 수 있으며, 이를 통해 패널이 고온에서 성능을 발휘할 수 있는 능력을 알 수 있습니다.
이 계수는 기준 온도인 섭씨 25도보다 섭씨 1도 상승할 때마다 실시간 효율이 얼마나 손실되는지를 나타냅니다. 예를 들어, 온도 계수 -0.353%는 섭씨 25도보다 섭씨 1도 상승할 때마다 총 생산 능력의 0.353%가 손실됨을 의미합니다.
열 교환은 열 사이클링이라는 과정을 통해 패널의 성능을 저하시킵니다. 온도가 높아지면 재료가 팽창하고, 온도가 낮아지면 수축합니다. 이러한 움직임은 시간이 지남에 따라 패널에 미세 균열을 발생시켜 출력 저하를 초래합니다.
매년모듈 점수 카드 연구PVEL은 인도에서 운영 중인 36개의 태양광 프로젝트를 분석하여 열 성능 저하가 상당한 영향을 미친다는 것을 발견했습니다. 프로젝트의 연평균 성능 저하율은 1.47%였지만, 추운 산악 지역에 위치한 어레이는 그 절반 수준인 0.7%로 성능 저하가 발생했습니다.
적절한 설치는 열 관련 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 패널은 지붕에서 몇 인치 위에 설치해야 대류 공기가 아래로 흐르고 장비를 식힐 수 있습니다. 패널 제작 시 밝은 색상의 재료를 사용하면 열 흡수를 줄일 수 있습니다. 또한, 인버터나 컴바이너처럼 열에 특히 민감한 부품은 그늘진 곳에 설치해야 합니다.CED Greentech 제안.
바람은 태양광 패널에 손상을 줄 수 있는 또 다른 기상 조건입니다. 강풍은 패널의 휘어짐, 즉 동적 기계적 하중을 유발할 수 있습니다. 또한, 이는 패널에 미세 균열을 유발하여 출력 저하를 초래합니다. 일부 랙 솔루션은 강풍 지역에 최적화되어 있어 강한 상승력으로부터 패널을 보호하고 미세 균열 발생을 제한합니다. 일반적으로 제조업체의 데이터시트에는 패널이 견딜 수 있는 최대 풍속 정보가 나와 있습니다.
눈도 마찬가지입니다. 눈은 강한 폭풍우 시 패널을 덮어 출력을 제한할 수 있습니다. 또한 눈은 동적 기계적 부하를 유발하여 패널의 성능을 저하시킬 수 있습니다. 일반적으로 패널은 미끄럽고 온도가 높기 때문에 눈은 패널에서 미끄러져 떨어지지만, 경우에 따라 집주인이 패널의 눈을 치워야 할 수도 있습니다. 패널의 유리 표면이 긁히면 출력에 부정적인 영향을 미치므로 이 작업은 신중하게 수행해야 합니다.
(읽다: "장기간 옥상 태양열 시스템을 원활하게 유지하기 위한 팁“)
성능 저하(degradation)는 패널 수명에 있어 불가피하고 정상적인 현상입니다. 적절한 설치, 세심한 눈 치우기, 그리고 패널 세척은 출력 향상에 도움이 될 수 있지만, 궁극적으로 태양광 패널은 움직이는 부품이 없어 유지 보수가 거의 필요하지 않습니다.
표준
특정 패널이 오랜 수명과 계획대로 작동할 가능성을 보장하려면 인증을 위한 표준 시험을 거쳐야 합니다. 패널은 단결정 및 다결정 패널 모두에 적용되는 국제전기기술위원회(IEC) 시험을 거쳐야 합니다.
EnergySage는 말했다IEC 61215 표준을 충족하는 패널은 습윤 누설 전류 및 절연 저항과 같은 전기적 특성에 대한 시험을 거칩니다. 또한, 바람과 눈에 대한 기계적 부하 시험과 고온다습 지역, 자외선 노출, 습기-동결, 습열, 우박 충격 및 기타 외부 노출에 대한 취약성을 확인하는 기후 시험을 거칩니다.
IEC 61215는 온도 계수, 개방 회로 전압, 최대 전력 출력을 포함하여 표준 테스트 조건에서 패널의 성능 측정 항목을 결정합니다.
패널 사양서에는 UL(Underwriters Laboratories)의 인증 마크도 흔히 볼 수 있습니다. UL은 표준 및 시험 기관이기도 합니다. UL은 기후 및 노화 시험을 비롯하여 모든 안전 시험을 수행합니다.
실패
태양광 패널 고장은 낮은 비율로 발생합니다. NREL연구를 수행했다2000년부터 2015년 사이에 미국에 설치된 50,000개 이상의 시스템과 전 세계적으로 설치된 4,500개의 시스템을 조사한 결과, 연간 10,000개의 패널 중 5개가 고장나는 것으로 나타났습니다.
패널 고장은 시간이 지남에 따라 눈에 띄게 개선되었는데, 1980년에서 2000년 사이에 설치된 시스템의 고장률은 2000년 이후 시스템의 고장률보다 두 배나 높은 것으로 나타났습니다.
(읽다: "성능, 신뢰성 및 품질 면에서 최고 태양광 패널 브랜드“)
시스템 가동 중단이 패널 고장으로 인한 경우는 드뭅니다. 실제로 kWh Analytics의 연구에 따르면 태양광 발전소 가동 중단의 80%는 패널의 직류 전류를 사용 가능한 교류 전류로 변환하는 장치인 인버터 고장으로 인해 발생합니다. pv 매거진은 이 시리즈의 다음 편에서 인버터 성능을 분석할 예정입니다.
게시 시간: 2024년 6월 19일