Instalacja fotowoltaiczna to sprawdzony sposób na pozyskanie darmowego prądu z energii słonecznej. Można ją zamontować praktycznie na każdym domu, a także na gruncie. Podobnie jak w przypadku każdego innego urządzenia elektrycznego również trwałość paneli fotowoltaicznych ma jednak swoje granice. Wyjaśniamy, jak długa jest żywotność ogniw fotowoltaicznych i od czego ona zależy.
Jak długa jest żywotność paneli fotowoltaicznych?
Przyjmuje się, że wraz z upływem czasu panele PV tracą około 0,5-0,8% mocy w ciągu roku. Wiele zależy od ich konserwacji, panujących warunków atmosferycznych oraz jakości samych ogniw. Starsze generacje fotowoltaiki ulegają szybszej degradacji niż ich nowsze odpowiedniki. Takie tempo spadku utrzymuje się przez pierwszych kilka lat, po czym spada do 0,2-0,3% rocznie.
Producenci udzielają zazwyczaj gwarancji na czas od 10 do nawet 15 lat, ale w praktyce układy działają znacznie dłużej. Pierwsze edycje paneli działały z wysoką sprawnością około 25 lat. Nowe mogą funkcjonować nawet 40 lat i dłużej.
Może się więc okazać, że z tej samej fotowoltaiki będą korzystali nawet spadkobiercy instalatora i panele nadal będą działały wystarczająco efektywnie, aby zapewnić samowystarczalność energetyczną.
Ile w praktyce wynosi sprawność paneli fotowoltaicznych po 10 latach?
Zakładając, że zdecydowałeś się na zakup i montaż paneli fotowoltaicznych wysokiej jakości, możesz przyjąć spadek na poziomie 0,5% mocy (lub mniej) w ciągu roku. Zużycie ogniw po 10 latach będzie więc wynosiło około 5%, a Ty nadal korzystasz z 95% wyjściowej wydajności.
Spadek wydajności paneli fotowoltaicznych należy uwzględnić już na etapie projektowania instalacji oraz szacowania zapotrzebowania na energię elektryczną.
Pamiętaj, że każdy producent określa dopuszczalny spadek mocy modułów w danym okresie i przewiduje to w gwarancji na uzysk lub gwarancji na liniowy spadek mocy maksymalnej. Jeżeli spadek będzie większy niż zastrzeżony w warunkach umowy, możesz domagać się wymiany ogniw na nowe.
Jak możesz zadbać o niskie rachunki za prąd?
Lekkie przewymiarowanie systemu w początkowym okresie sprawi, że część prądu będziesz oddawał do sieci, ale po kilku latach nie zauważysz wzrostu rachunków. Generowana ilość energii elektrycznej nadal będzie wystarczająca do zasilenia urządzeń, z których korzystasz na co dzień.
Zmiana sprawności ogniw może skłonić Cię także do świadomego zarządzania energią i zwiększenia autokonsumpcji, czyli zużywania prądu na bieżąco. Utrzymanie zużycia na odpowiednim poziomie zagwarantuje niskie opłaty przez lata.
Jest to tym bardziej istotne, że od kwietnia 2022 roku wejdą w życie nowe zasady rozliczania prosumentów. Stosowany do tej pory system opustów zostanie zastąpiony net-billingiem. Zakłada on rozliczanie kosztowe opierające się o wartość energii kupionej i sprzedanej przez prosumenta do sieci. Energia sprzedawana nie będzie jednak miała stałej wartości, ale zostanie określona przez tzw. Rynek Dnia Następnego, czyli prognozę ceny.
Bez względu na przyjęty model rozliczania, zużycie paneli fotowoltaicznych w skali roku jest na tyle niewielkie, że cała instalacja wystarczy na wiele lat korzystania. Dotyczy to zwłaszcza Polski, gdzie skrajnie niekorzystne warunki atmosferyczne oraz ekstremalne warunki temperaturowe zdarzają się bardzo rzadko.
Wytrzymałość paneli fotowoltaicznych na grad i inne czynniki atmosferyczne
Warto zdawać sobie sprawę, że czas zużycia ogniw oraz ich szacowana żywotność wyliczane są w oparciu o syntetyczne warunki panujące w laboratorium lub tzw. STC (ang. Standard Test Conditions), które określają uśrednione warunki, w jakich na co dzień będzie funkcjonowała fotowoltaika.
W praktyce okazuje się, że na czas działania paneli duży wpływ mają czynniki atmosferyczne. Które z nich są szczególnie szkodliwe dla ogniw?
Gradobicie
Odporność większości paneli jest testowana w odniesieniu do kul gradu o średnicy 23 mm lecących z prędkością 23 m/s. Takie wymagania przewiduje certyfikat IEC 61215. Niektórzy producenci deklarują zwiększoną wytrzymałość (np. do średnicy gradu 28 mm). Większość opadów zmarzniętej wody nie jest więc w stanie poważnie uszkodzić instalacji, choć w przypadku gwałtownych opadów może się to zdarzyć. Pamiętaj, że intensywne gradobicie może zniszczyć także wyeksponowany inwerter.
W praktyce wyróżnia się 5 klas odporności urządzeń na grad. Większość paneli reprezentuje klasę 2, ale na rynku znajdziesz też ogniwa z klasy 4 lub 5. Dla klasy 5 wytrzymałość jest określana dla średnicy gradu 50 mm i prędkości 29-31 m/s.
Uszkodzenie ogniwa lub falownika przez grad powoduje skokowy spadek wydajności paneli i skróci ich żywotność.
Zalegający śnieg i padający deszcz
Intensywne opady śniegu mogą budzić obawy co do żywotności paneli fotowoltaicznych. Fora internetowe podają sprzeczne informacje na ten temat. Trzeba jednak podkreślić, że nawet gruba warstwa śniegu nie sprawia, że panele ulegną uszkodzeniu. Ciężar puchu jest tak mały, że ramy aluminiowe oraz tafle szkła pokrywające krzem bez problemu go utrzymają.
Jedyne ograniczenie polega na tymczasowym zmniejszeniu się efektywności ogniw. Im mniej światła słonecznego dociera do aktywnej warstwy, tym mniej prądu zostanie wyprodukowane.
Dlatego tak ważne jest prawidłowe zorientowanie stelaży ku najbardziej słonecznej stronie. W Polsce za optymalny kąt nachylenia ogniw uważa się wartość między 30 a 40°. Eksponowanie zaśnieżonych ogniw na słońce sprawi, że śnieg szybciej się roztopi i spłynie z konstrukcji.
Deszcz nie szkodzi panelom fotowoltaicznym. Jedynie w sytuacji, kiedy woda zaczyna gwałtownie zamarzać i rozszerzać swoją objętość, może doprowadzić do uszkodzenia elementów modułu.
Wysokie temperatury
Paradoksalnie, fotowoltaika dużo gorzej znosi upały niż mrozy. Za standardowe warunki testowe przyjmuje się 25°C. Przekroczenie tej wartości (mocno nagrzane panele będą miały dużo wyższą temperaturę!) nie tylko zmniejsza ilość generowanej energii nawet o 5-10%, ale także skraca ich żywotność.
Zostało udowodnione, że panele montowane na pustyni, gdzie temperatura zbliża się nawet do 60°C, tracą nawet 1% mocy rocznie. Na szczęście w naszym klimacie nie występują aż takie upały!
Wiatr
Większość paneli fotowoltaicznych powinna poradzić sobie z wiatrem do prędkości około 130 km/h. Tam, gdzie zdarzają się silniejsze wichury, warto zainwestować w bardziej wytrzymałe konstrukcje. Część producentów oferuje moduły, które dają sobie radę z niemal dwukrotnie większą siłą ssącą.
Oceniając odporność fotowoltaiki na wiatr, warto też pamiętać o jakości samych mocowań oraz konstrukcji dachu, ponieważ to one mogą okazać się „słabym punktem”, który doprowadzi do awarii.
Jakie normy określają żywotność i wytrzymałość fotowoltaiki?
To, jaka jest żywotność paneli fotowoltaicznych, w dużej mierze będzie zależało od jakości potwierdzonej odpowiednimi certyfikatami.
Standardy wytrzymałości określa IEC, czyli Międzynarodowa Komisja Techniczna (ang. International Electrotechnical Commission), z siedzibą w Genewie. Publikuje ona międzynarodowe normy z zakresu technik elektrycznych i elektronicznych. Które z nich w kontekście fotowoltaiki są szczególnie istotne?
- 62782 – odporność paneli na obciążenia mechaniczne,
- 60068 – odporność paneli na kurz i piasek,
- 62716 – odporność paneli na działanie amoniaku,
- 61701 – odporność paneli na działanie mgły solnej,
- 62804 – odporność paneli szeregowych na degradację indukowaną potencjałem, czyli upływ prądu do ziemi w warunkach wysokiej temperatury i wilgotności (ang. Potential Induced Degradation, PID),
- 63202 – odporność na degradację paneli wywołaną padaniem na nie promieni słonecznych w wyniku zastosowania płyt krzemowych zanieczyszczonych atomami tlenu (wiąże bor będący istotny elementem stopu), ang. Light Induced Degradation, LID.
Podobnie jak Normy Polskie, także certyfikaty IEC nie są obowiązkowe przy projektowaniu paneli fotowoltaicznych. Stanowią jednak rękojmię, która świadczy o wysokiej jakości ogniw. Jeżeli chcesz, aby fotowoltaika służyła Ci naprawdę długo, nie kieruj się wyłącznie ceną przy wyborze.
Czy da się wydłużyć żywotność paneli fotowoltaicznych?
Żywotność ogniw fotowoltaicznych można wydłużyć na kilka sposobów.
- Przede wszystkim monitoruj sprawność instalacji, korzystając z aplikacji. Wielu producentów dostarcza oprogramowanie do zainstalowania na telefonie lub tablecie, które łączy się bezprzewodowo z falownikiem. Dzięki niemu na bieżąco możesz kontrolować, czy panele działają prawidłowo.
- Nie zapominaj także o regularnych przeglądach i konserwacji instalacji. Najlepiej robić to dwa razy do roku. Takie usługi często oferują firmy zajmujące się montażem, ale możesz też skorzystać z pomocy wykwalifikowanego elektryka. Sprawdzi on działanie poszczególnych paneli, jakość połączeń i falownik.
- Regularnie myj panele i usuwaj z nich zanieczyszczenia (wyschnięte liście, kurz, ptasie odchody, pyłki roślin). Pozwoli to na zachowanie optymalnej wydajności i sprawi, że ogniwa dłużej będą sprawne.
Utrata mocy przez instalację fotowoltaiczną przebiega bardzo wolno, a straty z tego tytułu są marginalne. Jeżeli dbasz o panele, ich żywotność wyniesie kilkadziesiąt lat, a Ty przez cały ten czas będziesz cieszył się niskimi rachunkami za prąd. Przekonaj się, że energia elektryczna ze słońca po prostu się opłaca!
