Как дополнительный и альтернативный источник энергии, солнечные батареи достаточно активно применяются не только в промышленных, но и бытовых условиях. Но прежде чем установить себе такой источник электроэнергии, покупателю важно узнать, как подобрать оптимальные по характеристикам и мощности солнечные батареи для дома, ведь цена готовых комплектов варьируется в достаточно большом диапазоне.

Применение солнечных батарей в условиях средней полосы – здесь тоже возможно использование бесплатной энергии

Где чаще всего используются солнечные батареи

Сфера применения солнечных батарей огромна. Уже сейчас их с успехом используют для электроснабжения частных и многоквартирных домов, хозяйств, в том числе для освещения и обогрева теплиц, построек, освещения придомовой территории, питания приборов.

Чаще всего про автономное электроснабжение задумываются в следующих случаях:

Если местность не электрифицирована, солнечные панели для частного дома обойдутся намного дешевле, чем использование жидкотопливных генераторов.

В сельской местности нередко отключают электричество, и люди буквально остаются без света. Включив автономное электроснабжение, можно жить в привычном комфорте длительное время, тем более, что в комплекте с солнечными панелями всегда идет аккумулятор.

В многоквартирных домах солнечные модули также применяются в качестве резервных, а также существуют проекты, предусматривающие использование солнечной энергии для горячего водоснабжения.

Как правило, в документах на оборудование, указывается срок годности от 20 до 25 или даже 30 лет. Однако многие устройства продолжают функционировать и по прошествии указанного производителями периода. Например, первая в мире солнечная батарея работает уже свыше 60 лет, а за эти годы технология производства была существенно усовершенствована.

Прототип солнечной батареи был разработан еще в конце XIX века

Явно можно выделить только один недостаток – при постоянной эксплуатации мощность оборудования снижается, тем не менее эти показатели незначительны: за 10 лет не больше чем на 10%.

Предупреждать физические повреждения, такие как падение деревьев, срыв ветром и царапин на чувствительных элементах. От последних зависит эффективность работы устройства.

Регулярно производить уход: обслуживание и очистку.

При необходимости установить ветрозаградительные конструкции.

Помимо модулей в систему входят следующие составляющие: аккумуляторные батареи и силовая электроника. Срок службы первых устройств составляет от 2 до 15 лет, вторых – от 5 до 20 лет, в зависимости от характеристик, интенсивности эксплуатации и бережного ухода.

Общие характеристики и доступность приобретения

Оборудование не наносит вреда окружающей среде и обеспечивает стабильное питание без скачков напряжения. И, главное, поставляет бесплатную энергию: за которую не приходят коммунальные счета.

Внешний вид солнечных панелей мало изменился, после их изобретения, чего не скажешь о внутренней «начинке»

Солнечная модуль преобразовывает свет в электрическую энергию, генерируя постоянный ток. Площадь панелей может достигать нескольких метров. Когда необходимо увеличить мощность системы, увеличивают количество модулей. Их эффективность зависит от интенсивности солнечного света и угла падения лучей: от местоположения, сезона, климатических условий и времени суток. Чтобы грамотно учитывать все эти нюансы, монтаж должны выполнять профессионалы.

Монокристаллические. Состоят из силиконовых ячеек, преобразующих солнечную энергию. Отличаются компактными размерами. По своей производительности являются самыми эффективными (эффективность до 22 %), что сказывается их цене – это самый дорогостоящий вид солнечных батарей.

Поликристаллические. В них используется поликристаллический кремний. Они не так эффективны (эффективность до 18%), как монокристаллические фотоэлементы. Зато их стоимость существенно ниже, поэтому они доступны широким слоям населения.

Аморфные. Имеют тонкопленочные фотоэлементы на основе кремния. Уступают моно и поликристаллам по выработке энергии, но и стоят дешевле. Их преимуществом является способность функционировать при рассеянном и даже слабом освещении.

Поликристаллическая солнечная панель

В систему входят также следующие компоненты:

Инвертор, который преобразует постоянный ток в переменный.

Аккумуляторная батарея. Она не только накапливает энергию, но и нивелирует перепады напряжения, когда меняется уровень освещенности.

Контроллер зарядного напряжения аккумулятора, режима зарядки, температуры и других параметров.

В магазинах можно приобрести как отдельные компоненты, так и целые системы. При этом мощность устройств определяется исходя из конкретных потребностей.

Функционирование, виды преобразователей и их сравнительная энергоэффективность

Преобразователи или инверторы являются ключевыми компонентами солнечных батарей. Они трансформируют постоянный ток, вырабатываемый модулем в переменный напряжением 220 В, который необходим для работы электрических приборов. Инверторы имеют мощность от 250 до 8000 Вт. При покупке рекомендуют учитывать самую высокую нагрузку на сеть и соотносить напряжение и мощность. Оптимальными считаются параметры: 12 вольт и 600 ватт, 24 Вольт при 600-1500 Ватт, 48 Вольт, если мощность больше 1500 Ватт.

Инвертор, на принципиальной схеме работы солнечных батарей

Автономный. Перед тем как выбрать инвертор, надо определить, какие приборы будут от него питаться, и подсчитать их общую максимальную мощность в единицу времени. Рекомендуется взять мощность инвертора несколько больше. Некоторые бытовые электроприборы при включении создают резкое увеличение напряжения, из-за которого устройство может выйти из строя.

Синхронный. Они накапливают энергию, а излишки передают в электрическую сеть. В случае недостатка электричества, выработанного системой, преобразователь «позаимствует» его из общей сети. Применение модели синхронного типа позволит избежать перебоя в энергоснабжении.

Многофункциональные устройства объединили в себе преимущества первого и второго вида.

В зависимости от формы сигнала напряжения на выходе существует несколько видов преобразователей, которые различаются применением и стоимостью:

С синусоидальным сигналом. Создают ток высокого качества, что сказывается на их стоимости. От них работают крупные бытовые приборы: холодильники, котлы, кондиционеры.

Прямоугольным. К этим недорогим инверторам подключают осветительные приборы. Большинство домашних бытовых приборов с ними несовместимы.

Псевдосинусоидальным. Их преимуществом является возможность подключения практически всей домашней техники. Но качество сигнала снижено по сравнению с первым видом, поэтому они стоят дешевле.

Ребристая форма инвертору нужна для максимально эффективного охлаждения

Стоимость комплекта и основные технические характеристики, срок окупаемости

Цены на готовые комплекты в основном варьируются от 30 000 до 2 000 000 руб. Они зависят от составляющих их устройств (от вида батарей, количества приборов, производителя и характеристик). Можно встретить бюджетные варианты стоимостью от 10 500 руб. В эконом-набор входит панель, контроллер заряда, коннектор.

В стандартные комплекты включают:

* Предусмотрены в расширенной комплектации.

Стандартный комплект оборудования

Технические характеристики указывают в руководстве к применению:

Мощность и размеры панелей. Чем больше нужна мощность, тем выгоднее покупать батареи больших размеров.

Температурный коэффициент показывает насколько температура влияет на мощность, напряжение и ток.

Принцип работы солнечной электростанции в домашних условиях

Солнечная электростанция – это система состоящая из панелей, инвертора, аккумулятора и контроллера. Солнечная панель трансформирует лучистую энергию в электричество (как было сказано выше). Постоянный ток попадает в контроллер, который распределяет ток по потребителям (например, компьютер или освещение). Инвертор преобразовывает постоянный ток в переменный и обеспечивает работу большинства электрических бытовых приборов. В аккумуляторе накапливается энергия, которая можно расходовать в темное время суток.

Как солнечная энергия используется для получения тепла

Гелиосистемы применяются для нагревания воды и отопления жилища. Они могут давать тепло (по желанию владельца) даже тогда, когда отопительный сезон закончится, и обеспечивать дом горячей водой бесплатно. Простейшее устройство представляет собой металлические панели, которые устанавливают на крыше дома. Они аккумулируют энергию и согревают воду, которая циркулирует по скрытым под ними трубам. Функционирование всех гелиосистем основано на этом принципе, несмотря на то, что конструктивно они могут отличаться друг от друга.

Солнечные коллекторы состоят из:

По типу конструкции различают плоские и вакуумные коллекторы. У первых дно покрыто теплоизоляционным материалом, а жидкость циркулирует по стеклянным трубам. Вакуумные коллекторы отличаются большой эффективностью, потому что теплопотери в них сведены к минимуму. Этот тип коллектора обеспечивает не только отопление солнечными батареями частного дома – его удобно использовать для систем горячего водоснабжения и подогрева бассейнов.

Принцип действия солнечного коллектора

Самой распространенной в России является продукция китайских производителей, благодаря относительной дешевизне, по сравнению с продукцией, произведенной в других странах. К примеру, солнечные батареи из Китая почти вдвое ниже по цене, чем немецкие.

Чаще всего на прилавках встречается продукция компаний Yingli Green Energy и Suntech Power Ко. Также популярностью пользуются панели HiminSolar (Китай). Их солнечные батареи производят электроэнергию даже в дождливую погоду.

Производство солнечных батарей налажено и у отечественного производителя. Этим занимаются такие компании:

ООО «Хевел» в Новочебоксарске;

«Телеком-СТВ» в Зеленограде;

«Sun Shines» (ООО «Автономные Системы Освещения») в Москве;

ОАО «Рязанский завод металлокерамических приборов»;

ЗАО «Термотрон-завод» и другие.

По стоимости всегда можно найти подходящий вариант. Например в Москве можно заказать и купить уже готовые комплекты солнечных батарей – по цене от 21 000 до 2 000 000 руб. Стоимость зависит от комплектации и мощности устройств.

Солнечные батареи не всегда плоские – есть ряд моделей, которые фокусируют свет в одной точке

Этапы монтажа батарей

Для установки панелей выбирается самое освещенное место – чаще всего это крыши и стены зданий. Чтобы устройство функционировало максимально эффективно, панели монтируются под определенным углом к горизонту. Учитывается также уровень затемненности территории: окружающие предметы, которые могут создавать тень (постройки, деревья и т. п.)

Устанавливаются панели при помощи специальных крепежных систем.

Затем модули соединяются с аккумулятором, контроллером и инвертором, и производится наладка всей системы.

Для эффективного функционирования оборудования и продолжительного срока службы необходимым условием является правильно выполненный монтаж, который под силу только опытным специалистам.

Несмотря на сложность подключения и калибровки, срок работ невелик – при наличии соответствующих инструментов, грамотные монтажники затратят на все про все примерно полдня.

Для монтажа системы всегда разрабатывается персональный проект, который учитывает все особенности ситуации: как будет выполняться установка солнечных батарей на крыше дома, цена и сроки. В зависимости от вида и объема работ, все проекты рассчитываются в индивидуальном порядке. Клиент принимает работу и получает на нее гарантию.

Установка солнечных батарей должна производиться профессионалами и с соблюдением мер безопасности

Как итог – перспективы развития солнечных технологий

Если на Земле максимально эффективной работе солнечных батарей мешает воздух, который в известной пере рассеивает излучение Солнца, то в космосе такой проблемы не существует. Учеными ведется разработка проектов гигантских орбитальных спутников с солнечными батареями, которые будут работать 24 часа в сутки. От них энергия будет передаваться на наземные приемные устройства. Но это дело будущего, а для уже существующих батарей усилия направлены на повышение энергоэффективности и уменьшение размеров устройств.

Солнечные батареи для дома: характеристики, стоимость комплекта и монтажа

Солнечные батареи для дома: где используются, какой принцип работы, срок службы и общие характеристики устройства, комплектация и стоимость оборудования.

Срок службы солнечных батарей

Еще несколько лет назад особого выбора модулей украинского производителя для покупателя не было. Цена на солнечные модули украинских производителей была выше, чем на любые импортные модули.

Даже сейчас ситуация не изменилась, но субсидирование фотоэлектрической промышленности правительством Китая сильно улучшило качество произведенных в Китае солнечных элементов и модулей и снизило цены на них. Сейчас около 80% солнечных элементов на мировом рынке – произведенные в Китае или китайскими производителями. Европа и США были настолько “завалены” китайской продукцией, что это привело к банкротству многих местных производителей солнечных элементов и модулей. Ряд производителей солнечных элементов и пластин разорился или закрыл производство. аналогичная ситуация по производителям солнечного кремния. Во всем мире давление китайских производителей ощущается очень сильно. Настолько сильно, что США и Европейский союз приняли меры, ограничивающие импорт фотоэлектрических модулей китайского производства на свои внутренние рынки.

На украинском рынке все больше китайских и псевдоевропейских модулей. К сожалению, не все китайские модули имеют приемлемое качество. В Китае сейчас производятся и высококачественные модули, которые отвечают всем мировым стандартам; качество таких модулей лучше, чем производимых в Украине в настоящее время. Это стало возможным за счет огромных инвестиций китайского правительства в солнечную энергетику.

Поэтому перед покупателем встал вопрос – как отличить хорошие модули от плохих? Почему одни модули дешевле других? Чем грозит дешевизна модулей и не больше ли покупатель потеряет в дальнейшем, чем сэкономит при покупке?

Действительно, ответы на эти вопросы для неспециалиста не очевидны. Все модули производят электроэнергию, преобразуя солнечный свет – тогда зачем же покупать дороже? Здесь ситуацию можно сравнить c автомобилями – доехать из точки А в точку Б можно на различных автомобилях. Оба они могут иметь одинаковый размер и мощность двигателя. Но один через несколько километров потеряет скорость и не сможет быстро ехать, начнет ломаться через каждый километр и т.п. Другой будет ехать весь путь так же, как и в начале. В итоге на первом вы рискуете не доехать до точки назначения, при этом постоянно его ремонтируя, вас будут обгонять даже велосипедисты. В конце концов на середине пути вы будете вынуждены купить еще один автомобиль. На другом, более дорогом (и качественном) автомобиле вы доедете до конца, даже не заметив пути.

С солнечными панелями ситуация аналогичная – неспециалисту практически невозможно определить, хорош ли модуль. В спецификациях будет написано, что он выдает свою паспортную мощность при стандартных тестовых условиях. Внешний вид тоже будет хорош. Разница становится заметна после нескольких лет эксплуатации. Также, разные модули могут по-разному работать при более низких, чем 1000Вт/м2, освещенностях.

На что обращать внимание при выборе солнечных модулей для вашей системы солнечного электроснабжения?

Цена против качества

Кроме того, что не все производители и солнечные модули одинаковы (это обсуждается в соответствующей статье, посвященной качеству солнечных элементов), есть еще ряд параметров и факторов, на которые следует обратить внимание при принятии решения о покупке и при выборе поставщика. Только лишь цена на модули не должна быть определяющим фактором.

Проблемы и ухудшение параметров солнечных модулей может быть вызвано следующими факторами:

• Качество солнечного элемента – его эффективность может быть разной. Это зависит от множества его параметров – шунтового и последовательного сопротивлений, шумовых токов, обратного сопротивления и т.д. Многое зависит от качества производства солнечного элемента и качества применяемых при его производстве материалов и оборудования. Известны проблемы практически на каждом этапе производства элемента – начиная от качества примененного кремния, до качества применяемых контактных паст и припоя. Мы в данной статье не будем рассматривать эти проблемы, это предмет для отдельной большой статьи.
• Качества пайки солнечных элементов. При некачественной пайке возможен локальный перегрев контакта и его прогорание. Лучше выбирать модули, в котором элементы спаяны роботом – в них разброс качества пайки будет минимальным
• Качество EVA пленки, которая расположена между элементами и стеклом. Старение кристаллических солнечных модулей в основном связано со старением и помутнением этой пленки. Некачественная пленка может начать мутнеть и разрушаться уже через несколько лет. Хорошая пленка будет служить 30 и более лет, при этом ее помутнение (и, следовательно, потеря мощности модулем) не будет превышать 25-30%
• Качество герметизации модуля и качество задней защитной пленки. Задняя пленка защищает модуль от попадания влаги. В любом модуле происходит диффуззия влаги через пленку. Если качество пленки хорошее, то вся влага, которая попадает внутрь модуля, при его нагревании на солнце, выводится наружа. Если же пленка некачественная, то влаги попадает больше, чем может выйти при нагреве, остаточная влага накапливается внутри модули и разрушает контакты и контактную сетки элементов. Это приводит к преждевременному выходу модуля из строя.
• Качество алюминиевой рамы. Здесь все понятно: некачественное анодирование может приводить к окислению рамки и его коррозии. К счастью, этот дефект больше визуальный и вряд ли приводит к преждевременному выходу модуля из строя. Хотя, в некоторых случаях (например, при установке модулей на мачтах, где возможны сильные ветровые нагрузки или там, где среда агрессивная) ускоренная коррозия металла может приводить к его разрушения под нагрузками.

Как определить, какое напряжение у модулей?

В последние годы на рынке появились модули с нестандартным напряжением, которые предназначены для работы в последовательных высоковольтных цепочках. С легкой руки непрофессиональных продавцов солнечных панелей, – как российских, так и китайских, – появилась путаница с указанием номинального напряжения солнечных модулей. Мы дадим несколько советов, как определить, какое напряжение у солнечной панели.

Напряжение солнечной панели определяется количеством солнечных элементов, соединенных последовательно. Каждый солнечный элемент имеет рабочее напряжение чуть менее полувольта. В настоящее время есть модули с количеством элементов 36,48, 54, 60,72 и 96. Наиболее распространены модули с количеством элементов 36, 60 и 72. На 48, 54 и 96 элементов встречаются гораздо реже. В таблице ниже приведены основные напряжения этих солнечных панелей.

1ТММ – точка максимальной мощности

2имеется ввиду возможность заряда при соединении к аккумулятору напрямую или через ШИМ контроллер. Остальные модули можно использовать для заряда аккумуляторов, но при обязательном наличии MPPT контроллера.

При покупке модулей для автономной системы с аккумуляторами обращайте внимание на напряжение модуля. В последнее время массово производятся модули высокой мощности (220-270 ватт) с нестандартным напряжением около 20В. Такие модули обычно используются совместно с сетевыми фотоэлектрическими инверторами или с MPPT контролерами заряда. Если вы хотите удешевить систему за счет менее дорогого ШИМ контроллера, выбирайте модули с номинальным напряжением 12 В или 24 В.

Под толерансом подразумевается отклонение реальной мощности модуля от паспортной. Толеранс может быть как положительным, так и отрицательным. Например, модуль c паспортной мощностью 200 Вт может иметь мощность 195Вт; это будет означать, что данный модуль имеет отрицательный толеранс. Положительный толеранс означает, что солнечная панель не только гарантированно будет иметь при стандартных тестовых условиях выходную мощность 200Вт, но и даже больше.

Температурный коэффициент отражает, какое влияние на выходные ток и напряжение модуля будет иметь повышение или понижение температуры модуля. Как известно, напряжение и мощность модуля при повышении температуры уменьшаются, а ток повышается. Чем меньше температурный коэффициент изменения мощности, тем лучше.

Эффективность преобразования солнечного света

C этим понятно – чем больше КПД, тем меньшая площадь модулей потребуется для генерации одинаковой мощности и энергии.

Общее количество энергии, затраченной при производстве модуля

Еще один параметр, на который нужно обращать внимание – общее количество энергии, которое может было затрачено при производстве солнечного модуля – от добычи кремния до доставки до магазина готовой продукции. Этот параметр отражает, насколько энергоемким было производство модуля и насколько быстро солнечный модуль выработает такое же количество энергии, какое было потрачено на его производство (так называемая окупаемость о энергии).

Заявленный срок службы солнечной панели важен по нескольких причинам. Он может отражать уверенность производителя в качестве произведенной продукции. Солидные производители имеют гарантию 25 лет на 80-90% мощности модуля, а также 5 и более лет на механические повреждения.

Однако, нужно учитывать, что гарантия действует до тех пор, пока существует производитель или импортер. Здесь уже “как карта ляжет” – в последние годы из солнечного бизнеса ушли компании, которые, казалось, будут в нем еще очень долго. Но тем не менее, общее правило остается – покупайте у продавцов и производителей, которые давно на рынке и устойчиво “плывут” в бурном потоке рынка. А это сделать можно только, если в команде профессионалы (это мы скромно так на себя намекаем ). Так как мало кто покупает модули напрямую от производителя, важно правильно выбрать продавца или установщика, которые обеспечат вам правильный выбор и режимы работы вашей системы солнечного электроснабжения.

Стоимость модуля зависит от его мощности прямо пропорционально. Однако, чем больше единичная мощность модуля, тем меньше будет его стоимость за ватт. Поэтому, если вам нужна определенная мощность, то лучше ее набрать большими модулями, чем маленькими – это будет и дешевле, и надежнее, т.к. у вас будет меньше соединений. Также, стоимость за ватт модулей со стандартным напряжением 12/24В (количество элементов в модуле 36 или 72) обычно выше, чем с нестандартным количеством элементов в модуле 48, 54 или 60. Для последних при заряде аккумуляторов нужен более дорогой MPPT контроллер.

Тип солнечных элементов, примененных в модуле, также определяет его размер. Поэтому сначала посчитайте, какая мощность вам нужна для снабжения энергией вашей нагрузки, потом посмотрите, хватит ли вам места для размещения такого количества модулей. Может потребоваться выбрать более дорогие, но более эффективные модули, для того, чтобы обеспечить все ваши потребности в энергии. Не забывайте, кстати, что перед проектирование системы солнечного электроснабжения нужно принять все возможные меры по энергосбережению (об этом уже писалось на других страницах нашего сайта).

Пиковая мощность всех модулей измерена при стандартных тестовых условиях:

Масса воздуха AM=1.5, радиация E=1000 Вт/м2 и температура фотоэлектрического элемента Tc=25°C. Такие условия при реальной работе модулей не существуют – модули нагреваются обычно до 40-60 градусов, освещенность почти всегда ниже 1000 Вт/м2 (исключение составляют морозные ясные дни). Поэтому многие производители также дают характеристики модуле при NOCT (normal operation conditions) – обычно для температуры модуля 45-47С и освещенности 800 Вт/м2, при этом выработка модулей примерно на 25-30% ниже пиковой. В морозный ясный день выработка модулей может доходить до 125% от пиковой.

Тип солнечных элементов – монокристаллические, поликристаллические, аморфные и др.

Три основных типа солнечных элементов, которые сейчас массово продаются на рынке (все кремниевые), следующие:

• монокристалллические. Имеют наибольшую эффективность и удовлетворительные температурные коэффициенты
• поликристаллические. В настоящее время наиболее популярные, т.к. имеют меньшую стоимость за ватт при примерно таких же характеристиках, как монокристалллические. Последние улучшения в технологии поликристаллических модулей брендовых производителей привели к тому, что их параметры могут быть даже лучше, чем у монокристаллических модулей noname производителей/сборщиков панелей.
• аморфные (тонкопленочные). Используют наименьшее количество кремния. Имеют примерно в 2 раза меньший КПД по сравнению с кристаллическими модулями. К преимуществам можно отнести низкий температурных коэффициент (т.е. при нагревании мощность таких модулей падает незначительно) и большую чувствительность при низких освещенностях.

Какие же модули, из перечисленных выше, работают лучше? В последнее время появилось много мифов и необоснованных заявлений насчет того, что какой-то из этих типов модулей работает лучше, чем другие. Некоторые уверяют, что поликристаллические элементы лучше работают при низкой освещенности и в пасмурную погоду. Другие утверждают то же самое, но для монокристаллических элементов. Я даже слышал версию, что поликристаллические элементы лучше преобразуют рассеяный свет, потому что кристаллы в них “повернуты в разные стороны”.

Анализ результатов тестирования сотен модулей показывает, что модуль хорош не тот, который моно или поли, а тот, который сделан качественно. Результаты тестирования модулей по PTC (которые ближе к реальным условиям эксплуатации модулей) показывают, что некоторые монокристаллические лучше, чем некоторые поликристаллические, а некоторые поликристаллические лучше чем некоторые монокристаллические.Этот факт также подтверждают многочисленные результаты сравнений модулей конечными пользователями – можно найти как “доказательства” преимуществ моно перед поли, так и преимуществ поли перед моно.

Как же правильно выбрать фотоэлектрические панели китайского производства и не пожалеть об этом?

Общее правило – нужно выбирать солнечные элементы и модули, производимые крупными, хорошо известными, компаниями. Такие модули изготавливаются из элементов самого высокого качества.

Элементы, не прошедшие жесткий отбор брендового прозводителя, продаются сборщикам фотоэлектрических панелей, которых в Китае множество. Более того, все эти сборщики продают свои модули OEM, т.е. под торговыми названиями других компаний. Таких на российском рынке сейчас большинство. Всегда обращайте внимание на то, указан ли завод-изготовитель на наклейке модуля. Риск получить модули неизвестного качества, которые будут неизвестно как работать – очень велик, и если вы даже не знаете производителя (торговое название продавца вам никак не поможет в получении гарантии), то будьте готовы, что вы покупаете солнечные модули без гарантии.

Обычно дешевые китайские модули имеют следующие недостатки:

• Несоответствие заявленной мощности реальной
• Сильная деградация модулей в первые же годы эксплуатации (до 20-30%)
• Низкое качество пайки и сборки
• Применение некачественных материалов при производстве модуля (флюсы, пленка, алюминий, солнечные элементы и т.п.)

Можно и на интернет-аукционе купить модули. Но будут ли они работать так, как заявлено? Скорее всего нет, и у нас есть факты, это подтверждающие.

Нужно учитывать еще один момент при покупке импортных модулей – вопрос обеспечения гарантии . С российскими производителями проблем в этом отношении нет – все они производят быструю замену или ремонт модулей по гарантии. Ответственные российские импортеры, много лет присутствующие на рынке, также предоставляют свою гарантию на импортируемые ими солнечные модули. В остальных случаях нужно быть очень осторожными при выборе поставщика солнечных панелей.

Модули с наклейкой торговых брендов без указания реального производителя должны вызывать у вас настороженность – в большинстве случаев вы не сможете получить по таким модулям гарантийный сервис, у нас есть множество примеров этого.

Обратите внимание на то, как запаяны модули. Мелкие производители паяют элементы вручную, а не роботом, поэтому толщина припоя при пайке контактных шин элементов меняется. Крупные фирмы паяют роботом, поэтому качество пайки намного выше.

Обязательно узнайте, сколько лет присутствует на рынке поставщик модулей. Даже если китайский производитель дает гарантию на свою продукцию, подумайте, как вы будете производить обмен модуля – если ваш продавец не обеспечит вам гарантию, то практически у вас ее не будет. При прямом обращении к производителю в Китае у вас обязательно возникнут расходы по транспортировке, таможенной очистке и т.п., т.к. эти расходы ни один зарубежный производитель не покрывает. Эти расходы может вам компенсировать только проверенный надежный продавец, который работает в соответствии с российским законодательством. Если вы покупаете модули у известного продавца, который работает на этом рынке уже много лет (например, у нас) – вы получаете от него и гарантию на модули. Опасайтесь покупать импортные модули у установщиков или мелких продавцов – они, в подавляющем большинстве случаев, не могут обеспечить гарантию на продаваемые модули. Всегда требуйте с них гарантийный талон производителя или импортера, не поленитесь позвонить по телефону, указанному в гарантийном талоне и спросить, кто и как обеспечивает гарантийное обслуживание.

Поэтому наша рекомендация – выбирать только брендовые фотоэлектрические модули, или, по крайней мере, на которых указан их завод-производитель. Среди китайских это такие, как TrinaSolar, Yingli, Canadian Solar, JA Solar, Suntech, Motech, Linuo, Hanwha, ReneSola, Jinko и т. д. – подробнее здесь. У них гарантия будет действительно обеспечена многие годы, а не до тех пор, пока существует продавец и его торговая марка.

Если на модуле нет данных по производителю, а только название OEM продавца – это должно вас насторожить. Обычно такие модули производятся из элементов низкого качества (Grade B и С) и по низкой цене.

Солнечные модули стоят недешево, и рассчитаны на срок службы более 30 лет. Было бы очень неумно сэкономить 30-50% на стоимости модуля и получить неработающий через несколько лет модуль, по которому невозможно никому предъявить претензии. Помните, что “дешевое хорошим не бывает”.

Как правильно выбирать солнечные батареи

Общая ситуация на рынке солнечных модулей Еще несколько лет назад особого выбора модулей украинского производителя для покупателя не было.

Солнечные батареи можно купить для электроснабжения частного дома, дачи или другого помещения. Сложность их выбора состоит в необходимости создания сбалансированной системы из разных элементов. К ним относятся: фотопанели и аккумулятор, инвертор и контроллер.

Как устроена и работает солнечная батарея

Солнечная батарея представляет собой независимый источник электроэнергии. Устройство состоит из ряда полупроводников, которые преобразовывают солнечное излучение в ток. Размер поглощающих панелей варьируется от пары миллиметров до нескольких метров.

Батарея состоит из двух слоев с разной проводимостью. Солнечная энергия выбивает электроны из катода и они попадают в пустоши анода. Получается их круговорот. Исторически первым фотоэлементом был селен. Но его производительность была низкой.

В 1954 представители телекоммуникационной компании США предложили заменить его кремнием. И уже через 4 года был запущен спутник на фотоэлементе из него. Эффективность монокристаллического материала составляет 17 %, а поликристаллического - 15 %.

Со времен производства первых солнечных батарей их стоимость существенно упала.

Для продолжительности срока службы, устройства элементы шунтуются диодами. Что уменьшает итоговое сопротивление цепи. Обычно их размещают на каждой четверти длины батареи. Такая конструкция особенно важна, когда часть панелей находится в тени. Диоды не позволяют превращаться им в потребителей тока.

Накапливаемое электричество сохраняется в аккумуляторе. Напряжение которого меньше, чем поступающий потенциал. Процесс заряда и его скорость проверяется специальным контроллером.

Эффективными считаются свинцовые и гелевые устройства для накопления энергии. Срок их эксплуатации составляет 10 - 15 лет.

Избыточный ток поглощает резистор. Для преобразования постоянного напряжения в переменное используют инверторы.

Производительность солнечной батареи зависит от угла ее наклона и стороны света, в которую она направлена. Так, максимальный результат будет от такого размещения устройства:

• на юг под углом в 30° - эффективность 100%,
• на юго-восток/юго-запад под углом 30° - 93%,
• на восток/запад под углом - 93°.

Преимущества и эффективность автономных устройств

Покупают солнечные батареи для дачи, частного дома, отелей в курортных городах. Пользователи отмечают ряд их конкурентных преимуществ:

• неисчерпаемость источника энергии,
• общедоступность в любой местности,
• экологическая безопасность,
• бесшумность системы,
• длительный срок службы до 25 лет,
• государственная поддержка развития альтернативных источников электроэнергии в Европейских странах,
• возможность монтажа дополнительных панелей для расширения системы,
• малая вероятность поломки,
• бесплатность самой энергии,
• автономность системы.

Недостатки солнечных батарей для дома

Использование солнечных батарей сопровождается рядом недостатков:

• высокая стоимость системы,
• необходимость разового вклада большой суммы,
• низкая производительность по сравнению с традиционными источниками питания,
• необходимость места для размещения дополнительных комплектующих,
• длительный срок окупаемости,
• необходимость постоянного ухода,
• проблемы утилизации батарей,
• вероятность кражи дорогостоящего оборудования,
• неэффективность в зимнюю, туманную и пасмурную пору.

Когда солнечные батареи целесообразны

Стоимость автономного энергоснабжения зависит от ее мощности и производительности. И чем она больше, тем меньше цена единиц ее составляющих.

Мощные солнечные батареи можно купить от 330 до 530 у.е. Для того, чтобы обеспечить электроэнергией дом на 4 человека потребуется вложиться на 15 - 25 тыс. у.е.

В Западной Европе спрос на альтернативные источники питания выше, поскольку там достаток людей выше. К тому же, есть возможность передачи накопленной энергии в общую сеть. При этом закупочная цена со стороны государства выше, чем тарифы при потреблении.

Целесообразно использовать мощность солнечных батарей при недостатке электроэнергии в регионе. Например, в курортном городе, где в «сезон» вводятся ограничения потребления.

Или же дом находится вдали от источника питания. И прокладка сети проводов дороже, чем стоимость батарей.

Лучше использовать энергию солнца, когда ее поступление не закрывают туманы и плохая погода. Например, на юге страны на возвышенности.

Для большей эффективности солнечной батареи следуйте инструкции установки, которая идет от производителя.

Режимы автономного электроснабжения

При выборе системы солнечного источника питания, необходимо учитывать максимальную силу, требуемую от нее. Она вычисляется суммированием мощностей всех бытовых инструментов и других электропотребителей. Также надо определить среднесуточную норму. Она зависит от режима автономности от общей сети.

Полная замена привычного источника питания, сопровождается отключением от городского электроснабжения. Требуемое количество мощности определяется по показателям счетчика за предыдущие периоды. При этом целесообразно учитывать возможных будущих электрических потребителей, задел на которые лучше сделать заранее. Обычно необходимо не менее 600 кВт в месяц для обеспечения дома на 3 - 4 человека.

При частичном электроснабжении, основная мощность идет от сети, остальная - от солнечных батарей. Приборы, устройства и системы, требующие больше 2 кВт/ч или 5 кВт/сутки остаются на традиционном источнике питания. Например, пол с подогревом, электрический бойлер, стиральная машина, обогреватель, утюг. Для такого режима потребуется 2 - 2,5 кВт/ч.

Умеренное электроснабжение меняет привычный стиль жизни. Емкие работы, как большая стирка, выполняются периодически 1 - 2 раза в месяц. В период высокой активности солнца. Нагрев воды также ограничивается до почасовой подачи. Для системы необходимо 150 кВт в месяц при возможном среднем потреблении энергии в 4 - 6 кВт/ч. Пиковая мощность может достигать 10 кВт/ч.

При базовом режиме используется 100 кВт в месяц. Хозяева находятся в состоянии экономии энергии, постоянно контролируют включение света и других потребителей тока. Работы, требующие большой мощности, проводятся до обеда. Чтобы до вечера аккумулятор накопил достаточное количество заряда.

Аварийный режим используется в экстренных ситуациях и в течение нескольких дней. После, предполагается восстановление привычного уровня электроснабжения от сети. Используется для обеспечения основных надобностей жителей дома. Среднее потребление энергии в сутки не превышает 2 кВт при пиковом значении в 6 кВт/ч.

После определения уровня требуемой энергии можно приступать к выбору конкретной системы солнечных батарей.

Выбор панелей солнечных батарей

Солнечные батареи имеют такие характеристики:

• размер,
• материал изготовления,
• мощность,
• напряжение номинальное и при пиковой мощности,
• ток при максимальной мощности,
• сила тока при коротком замыкании,
• диапазон рабочей температуры,
• срок эксплуатации.

При выборе фотоэлементов необходимо учитывать все вышеперечисленные показатели.

Для достижения необходимого уровня напряжения, панели параллельно соединяются в блоки. Важно понимать, что для объединения используются однотипные элементы. Но, если выбор между большой батареей или парой маленьких, то лучше отдать предпочтение первому варианту. Поскольку в нем отсутствуют дополнительные соединения, что увеличивает надежность конструкции.

Обычно размеры панелей составляют 1 - 2 м² при мощности в 220 - 250 Вт.

Современные батареи изготавливают из кремния.

Сколько стоит солнечная батарея зависит от ее типа. Фотопанели бывают моно- и поликристаллические. Первые, отличаются большей эффективностью на уровне 17,5% при сравнительном показателе в 15% аналога. Но их стоимость выше. Но в готовой конструкции при пересчете получаемой энергии на затраты, стоимость 1 Ватт приблизительно равна. Срок эксплуатации панелей одинаковый. А вот активность солнца отличается не постоянством в разные периоды года. Поэтому предпочтительней приобретение монокристаллических фотоэлементов.

Номинальное напряжение является показателем, на который рассчитано устройство в условиях нормальной работы. При этом максимальное - выше на 5 - 10 %.

В случае с солнечными батареями отдайте предпочтение 24-х вольтовым панелям. Больший показатель встречается редко. А устройства на 12 В предназначены для малых систем. Их обычно используют по архитекторским соображениям, когда ограничено пространство под батарею.

Установка способна работать при определенной температуре. Оптимальным решением является диапазон от -40°С до +90°С.

По отзывам потребителей, солнечные батареи исправно функционируют в течение 20 - 25 лет. При этом их эффективность снижается на 7 - 8 % каждые 10 лет.

Выбор контроллера и инвертора

Контроллер монтируется между солнечной батареей и аккумулятором. Он управляет уровнем напряжения, идущего от фотопанелей, в зависимости от уровня заряда накопителя энергии. Так при 100% накопления, предупреждается перезаряд отключением подачи напряжения в аккумулятор.

Дорогостоящие технологии отслеживают изменение входящих потоков и балансируют их. Так достигается максимально возможная продуктивность батарей в любой период суток и времени года. Контроллеры Maximum Power Point Tracking целесообразно использовать в больших системах. А при обеспечении энергией частного дома достаточно упрощенной модели. Например, типа PWM.

Такие устройства при уровне заряда аккумулятора от 80% уменьшают напряжение солнечной батареи и поддерживают его. Для сравнения контроллеры ON/OFF, которые являются самым дешевым аналогом, просто отключают систему.

Также важно, чтобы контролирующий блок мог компенсировать температуру и предполагал выбор типа аккумуляторной батареи.

Производители солнечных батарей при отказе от контроллера рекомендуют постоянно измерять вольтметром заряд аккумулятора. И при необходимости вручную отключать систему. Поскольку при перезаряде уменьшается срок службы накопителя.

Инвертор преобразует постоянное напряжение в переменное. Показатель входного напряжения должен соотноситься с мощностью устройства. Так при его силе в 600 Вт достаточно U = 24 В, и соответственно 48 В при большей мощности.

Если говорить о видах инвертора, то меньше всего хлопот доставит синусоидальное устройство.

Косвенным показателем является вес оборудования. Поскольку трансформатор отличается значительной массой, то условно на 100 Вт идет 1 кг инвертора. И поэтому качественный преобразователь в 1000 Вт весит 8 - 10 кг.

Номинальная выходящая мощность должна равняться силе всех электрических потребителей.

Выбор аккумуляторов

Аккумулятор стоит выбирать, исходя из количества энергии, которое он будет накапливать. Для этого определяется суточная потребность в энергии на разные потребители. При этом делается корректировка в дополнительные 10% на потери преобразования в инверторе.

Если солнечные батареи будут автономным источником питания, то важно максимальное возможное количество заряда аккумулятора. А при резервном или аварийном режиме системы необходимо отдавать предпочтение аккумуляторам с большим сроком службы.

Стартейные батареи нуждаются в постоянном обслуживании и используются при малой силе системы. Гелевые аналоги не так требовательны в уходе и способны накапливать больше энергии. Герметичные и заливные аккумуляторы обеспечивают длительное время работы при высоких мощностях. AGM используются преимущественно для резервного режима энергосбережения.

При одинаковых характеристиках, лучшими реальными показателями будет обладать более тяжелый аналог.

Обслуживание солнечной батареи

Солнечные батареи требуют большего ухода, чем стационарная сеть. Их поверхность надо систематически очищать от загрязнений. Таких как, птичий помет, пыль, следы от осадков. Так как загрязненные панели поглощают меньше солнечной энергии.

Для чистки достаточно помыть их потоком воды из шланга. А для снятия снега использовать палку по типу старой швабры с резиновой прослойкой.

Также необходимо обрезать ветки деревьев, которые кидают тень на поверхность батарей. В идеале лучше, чтобы в прилежащей территории дома высоких насаждений не было вовсе.

Два раза в год проверяйте состояние креплений системы. При необходимости смените их.

Прежде чем начать, хочу сразу предоставить цифры окупаемости этой системы для Российского климата средних широт. Нпример в Крыму такая система окупится лет через 10 и больше, а вот в Московской области время окупаемости данной системы может быть еще больше 10-15 лет. А если купить дорогостоящее оборудование то окупемости вообще никакой, только независимость от центрального поставщика электроэнергии. Я бы рекомендовал приобрести небольшой комплект на тот случай, если бывают частные отключения электричества, чтобы компенсировать это неудобство, но в Московской области часто бывает пасмурно и толку от этой системы практически нет. Ставьте хороший генератор с автозапуском и бесперебойной системой электроэнергии.
В Европе и других развитых странах стало модно использовать альтернативные источники энергии, такие как солнечная энергия. Германия является лидером по использованию данного вида энергии. Вообще Германия всегда отличалась своей тягой к технологиям, и за это им большой респект, молодцы. В России тоже пытаются использовать солнечные панели, но к сожалению КПД такого вида энергии в наших широтах минимальное в отличии от тех стран, где солнечных каждый день может быть солнечным. Однако для дополнения к умному дому такой вариант энергии вполне приемлим.
Практика показывает, что срок службы солнечных панелей может превышать 20 лет. Солнечные станции в Европе и США в течении 25 лет показали снижение мощности модулей на 10%. На основе данной статистики можно говорить о реальном сроке службы солнечных монокристаллических модулей более 30 лет.
Поликристаллические модули обычно работают более 20 лет.
Модули из аморфного кремния имеют срок службы от 7 лет (первое поколение тонкопленочных модулей) до 20 лет (второе поколение тонкопленочных модулей). Тонкопленочные модули могут терять от 10 до 40% мощности в первые 2 года эксплуатации. В связи с этим, около 90% рынка фотоэлектрических модулей в настоящее время составляют кристаллические кремниевые модули.
Но монокристалические модули, это только приемник энергии. Основная проблема - это накопление энергии. Аккумуляторные батареи имеют срок службы от 2 до 15 лет, а силовая электроника - от 5 до 20 лет. Так что не бывает пока полностью автономных систем "поставил и забыл".
Часто производители дают гарантию на модули от 10 до 25 лет, с гарантией, что мощность модулей снизится не более, чем на 10%. Гарантия на механические повреждения от 1 до 5 лет.
Кристаллические модули являются лидерами на рынке. Монтаж в частных жилищах начался еще в 50-х годах, а массовое использование началось в конце 1970-х. - Можно делать выводы о долговечености этих модулей.
Cрок службы кристаллических модулей около 30 лет. Сами производители делают ускоренные тесты по эксплуатации солнечных модулей, чтобы оценить реальный срок службы модулей. Интересный момент, что сами солнечные элементы в солнечных модулях, имеют практически неограниченный срок службы. Но выработка модулей со временем падает. Это результат разрушение пленки для герметизации модуля и разрушение задней поверхности модуля, а также постепенное замутнение прослойки из EVA пленки, расположенной между стеклом и солнечными элементами.
Производители могут дать самый оптимистичный прогноз - ухудшение не более 20% за 25 лет. Однако измерения, проведенные на реально работающих с 1980 годов модулей показывают, что их выработка уменьшилась не более, чем на 10%. Многие модули до сих пор работают с заявленными при производстве параметрами (т.е. нет деградации). Поэтому можно смело говорить, что модули будут работать не менее 20 лет, и с высокой вероятностью обеспечат высокие показатели и через 30 лет с момента начала работы.

Сегодня солнечными батареями можно обеспечить электричеством весь дом или отдельный промышленный объект. Они могут выступать как основным, так и дополнительным источником энергии. Ввиду их длительного срока службы – до 50 лет – и быстрой окупаемости, можно навсегда забыть о расходах, связанных с потреблением тока из общей сети. Однако, если не соблюдать правила эксплуатации, солнечные модули могут раньше срока прийти в непригодность. Что нужно знать о работе солнечных батарей?

В первую очередь срок службы определяется качеством солнечных панелей, из какого материала произведены и типом технологического процесса.

• Наиболее долговечными считаются монокристаллические. У них показатель КПД снижается на 2-3% после 25 лет работы, а общий срок эксплуатации может доходить и до 50 лет.
• Поликристаллические не сильно уступают монокристаллическим и могут без больших потерь отслужить более 20 лет.
• Модули из амфорного кремния, которые представлены в виде тонкой пленки, отличаются сроком работы в зависимости от процесса производства. Панели первого поколения будут быстро снижать заявленные показатели, и уже через 5-7 лет КПД может упасть до 15%, а панели второго поколения отработают без нареканий до 20 лет.

Батареям свойственно деградировать первые 5 лет, в этот период они теряют наибольший процент мощности. Особенно это касается тонкопленочных модулей. Поэтому производители закладывают в технические характеристики конструкций определенный процент запаса мощности. Он может доходить до 15%. С кремниевыми модулями ситуация куда лучше, они могут на протяжении 10 лет потерять только 1% эффективности.

Более подробно со значениями деградации каждого вида солнечной батареи можно ознакомиться в таблице.

Помимо качества, материала и технологических особенностей каждого солнечного модуля из перечисленных, особое место в сроке службы занимает соблюдение правил эксплуатации. Чтобы сохранить эффективность на исходном уровне, необходимо регулярно очищать панели от грязи, пыли и снега, использовать контроллер для стабилизации энергии и качественное обслуживающее устройство – инвертор и аккумулятор.

Что происходит с батарей к концу срока службы

Однозначного ответа на этот вопрос нет. В связи с тем, что срок службы некоторых батарей может доходить до 30, а то и 40 лет, то достоверных статистических данных в этой отрасли нет, ввиду недавней популярности солнечных систем. Производителями, в зависимости от типа и качества солнечной панели, предоставляется гарантийный срок от 10 до 25 лет. То есть, 25 лет точно должна отработать батарея.

Исходя из практики, зафиксированы такие данные:

• Самая первая в мире панель работает по сей день и насчитывает уже более 60 лет.
• К примеру, солнечная батарея от производителя Kyocera прослужила уже 30 лет, и ее показатели при этом практически не изменились от заявленных.
• Arco Solar также не уступает по качеству новым моделям даже после 25 лет службы.

Большая часть модулей различных типов – поликристаллических, монокристаллических, амфорных и других, благодаря современным технологиям стабильны в своей работе и обеспечивают высокие показатели эффективности.

Если обратиться к инструкции и свойствам отдельных солнечных батарей, то ухудшение показателей наступает после 10-15 лет работы. И то, за этот период значения являются критически малыми, что не особо отражается на общей выработке электроэнергии. Обычно деградация не превышает 2-5%. Ближе к 20-25 годам процент снижения КПД может превышать 5%, но это очень в редких случаях, особенно когда не соблюдались правила эксплуатации.

Поэтому можно смело заявить, что если вы приобретете солнечную систему из качественных модулей, то они надежно будут служить вам как через 10 лет, так и через 30 лет. И это далеко не предел. При таких условиях они представляют особую выгоду, особенно после того, как наступит срок окупаемости и вы сможете получать электроэнергию абсолютно бесплатно.

Сроки эксплуатации у разных производителей

Качественная солнечная батарея от надежного производителя сможет прослужить более 20 лет. Если вы не хотите столкнуться с проблемами уже через 5-7 лет и при этом желаете полностью обеспечивать себя электроэнергией, тогда придется существенно вложиться в покупку и установку солнечной системы. Ниже мы представили вам график, где можно ознакомиться с эффективностью работы панелей от разных производителей.

Все солнечные батареи проходят ускоренное тестирование и практически не ограничены в сроках эксплуатации, по истечении 10 лет может только несущественно падать производительность.

На графике видно, что практически все представленные батареи от разных проверенных производителей гарантированно работают минимум 25 лет. И это только на основе приведенных данных, а по факту они могут прослужить и 40 лет. Единственное, нужно учитывать процент падения мощности со временем. Самыми долговечными считаются кремниевые модули, а именно монокристаллические. Они на протяжении 30 лет работают без нареканий и с деградацией не более 5%, что особо не сказывается на общей выработке на протяжении такого длительного времени.

Результат снижения эффективности панелей даже качественного производства от проверенных торговых марок связан с рядом факторов. Во-первых, со временем разрушается герметичность пленки, что может привести к попаданию влаги внутрь конструкции, а во-вторых, под постоянным действием солнечного яркого света с годами затемняется прослойка из пленки. Также нельзя не отметить повреждение задней поверхности панели на протяжении долгих лет эксплуатации. Заметить сразу какие-либо изменения невозможно, по факту это приводит только к снижению мощности.

Как увеличить срок службы

Работа солнечной системы зависит от многих факторов. Сохранить заявленный производителем срок эксплуатации и увеличить его можно при помощи следующих действий:

• Регулярно очищайте модули от снега, грязи, пыли, так как солнечные лучи сложнее проникают на фотоэлементы.
• Следите, чтобы не было затемнения панелей.
• Если вы устанавливаете солнечную систему в жарком климатическом поясе, то постарайтесь панели не ставить рядом, чтобы между ними происходила циркуляция воздуха, так как при перегревании модулей до критически высокой температуры фотоэлементы изнашиваются быстрее.
• Использовать надежнные и правильные .

Особенно стоит акцентировать внимание на специальной защите от физических повреждений. Наиболее часто повреждение поверхности модулей связано с падением веток с деревьев, градом, царапинами от посторонних предметов. В случае нарушения целостности или глубоких царапин, при попадании влаги внутрь может произойти замыкание, не говоря уже о коррозии контактов. Здесь иногда целесообразно устанавливать ветрозаграждающие конструкции.

Какой срок службы у других компонентов солнечной энергосистемы

Помимо батарей, солнечная система подключается и к другим обязательным устройствам, без которых получить переменный ток с нужным напряжением не получится. К системе подключается дополнительно инвертор и аккумулятор. Срок службы аккумулятора составляет от 3 до 15 лет, такое расхождение связано с разным типом устройства. В среднем аккумулятор от надежного производителя может отслужить 10 лет, а инвертор может потребовать замены через 12-15 лет.

Солнечные батареи были испытаны в полевых условиях на многих установках. Практика показала, что срок службы солнечных батарей превышает 20 лет. Фотоэлектрические станции, работающие в Европе и США около 25 лет, показали снижение мощности модулей примерно на 10%. Таким образом, можно говорить о реальном сроке службы солнечных монокристаллических модулей 30 и более лет. Поликристаллические модули обычно работают 20 и более лет. Модули из аморфного кремния (тонкопленочные, или гибкие) имеют срок службы от 7 (первое поколение тонкопленочных технологий) до 20 (второе поколение тонкопленочных технологий) лет. Более того, тонкопленочные модули обычно теряют от 10 до 40% мощности в первые 2 года эксплуатации. Поэтому, около 90% рынка фотоэлектрических модулей в настоящее время составляют кристаллические кремниевые модули.

Другие компоненты системы имеют различные сроки службы: аккумуляторные батареи имеют срок службы от 2 до 15 лет, а силовая электроника - от 5 до 20 лет.

Многие производители дают гарантию на свои модули на период от 10 до 25 лет. При этом они гарантируют, что мощность модулей снизится не более, чем на 10%. Гарантия на механические повреждения дается обычно на срок от 1 до 5 лет.

Наиболее богатым опытом эксплуатации обладают кристаллические модули. Их начали устанавливать еще 50-х годах прошлого века, а массовое использование началось в конце 1970-х. Поэтому именно о долговечности таких модулей уже можно делать какие-то выводы.

Расчетный срок службы кристаллических модулей обычно 30 лет. Производители делают ускоренные тесты по эксплуатации модуля для того, чтобы оценить его реальный срок службы. Сами солнечные элементы, используемые в солнечных модулях, имеют практически неограниченный срок службы и показывают отсутствие деградации по прошествии десятков лет эксплуатации. Однако, выработка модулей со временем падает. Это результат 2 основных факторов - постепенное разрушение пленки, используемой для герметизации модуля (обычно используется этиленвинилацетатная пленка - ethylene vinyl acetate; EVA) и разрушение задней поверхности модуля (обычно поливинилфосфатная пленка), а также постепенное замутнение прослойки из EVA пленки, расположенной между стеклом и солнечными элементами.

Герметик модуля защищает солнечные элементы и внутренние электрические соединения от воздействия влаги. Так как практически невозможно полностью защитить элементы от влаги, модули на самом деле "дышат", но это крайне трудно заметить. Влага, попавшая внутрь, выводится наружу днем, когда температура модуля возрастает. Солнечный свет постепенно разрушает герметизирующие элементы за счет ультрафиолетового излучения, и они становятся менее эластичными и более податливыми на механические воздействия. Со временем, это приводит к ухудшению защиты модуля от влаги. Влага, попавшая внутрь модуля, ведет к коррозии электрических соединений, увеличению сопротивления в месте коррозии, перегреву и разрушению контакта или к уменьшению выходного напряжения модуля.

Обзор технологий