A fotovoltaikus rendszerek gazdasági élettartamát gyakran 25 éves szabvány alapján határozzák meg, mivel ez igazodik a garanciákhoz és a támogatási időkeretekhez (azaz – Kína 20- éves átvételi tarifaprogramjához). A fizikai élettartam azonban gyakran sokkal hosszabb, mint 25 év.
A fotovoltaikus (PV) rendszereket korábban feltörekvő technológiaként tekintették. Mára több évtizedes működési tapasztalat és technológiai fejlesztések bizonyítják a fotovoltaikus rendszerek hosszú élettartamát. Az iparági ismeretek és a legújabb tanulmányok azt mutatják, hogy a napelemes rendszerek 25-35 éven keresztül is képesek villamos energiát termelni megfelelő karbantartással és minőségi alkatrészekkel, ami azt bizonyítja, hogy a napelemes rendszerek várható élettartamára és tartósságára vonatkozó számos feltételezésünk téves!
Élettartam meghatározása: fizikai kontra gazdasági élettartam
A napelemes rendszerek sokféle összetevőből állnak, például napelemekből, inverterekből, rögzítőrendszerekből és vezetékekből. Minden alkatrésznek más az élettartama:
Napelemek
A jó-minőségű panelek évente körülbelül 0,3% - 0.8%-kal csökkennek, és a legtöbb 25 év vagy több év elteltével 80% feletti hatékonyságot ér el.
Inverterek
Az inverterek általában 10-15 évig működnek, és a rendszer életciklusa során egyszer vagy többször is cserélhetők.
Rögzítési rendszerek és kábelek
A horganyzott acélból vagy alumíniumból és ultraibolya (UV) ellenálló kábelekből készült szerelési rendszerek több mint 30 évig tartanak.
A PV rendszer élettartamát befolyásoló fontos elemek
Alkatrész minőség
Napelemek:Ami a napelemeket illeti, a jó{0}}minőségű panelek évente körülbelül 0,3%-kal - 0.8%-kal romlanak. A paneleknek 25 év után is meg kell haladniuk hatékonyságuk 80%-át. Az olyan laboratóriumok, mint a TÜV Rheinland, rendelkeznek tanúsítvánnyal a szélsőséges környezetre tervezett panelekre (például egy sivatagban, ahol az UV-expozíció és a szélsőséges hőmérsékletek valószínűleg gyorsabban tönkreteszik a panelt).
Inverterek: Az inverter alkatrészei általában 10 - 15 évig működnek, és a cserék a rendszer élettartama alatt várhatók. A csúcsminőségű-mikroinverteres vagy inverteres modellek néha 20 évnél is hosszabbak lehetnek.
Szerelési rendszerek és vezetékek: A jellemzően alumíniumból vagy horganyzott acélból készült szerelési rendszerek 30 évig +, valamint a vezetékek (UV-álló) mindaddig bírják, amíg bármely napelemes rendszerbe be van építve.
Környezeti tényezők
A magas UV-sugárzásnak kitett területeken (pl. sivatagokban) működő rendszerek gyorsabban lebomlanak, mint a mérsékelt éghajlatú rendszerek. A nagyon forró kisülésű vagy erős ultraibolya környezet a panelek felgyorsult leromlásához/fényképromlásához vezethet, beleértve a PID-hatásokat (potenciális indukált degradáció). Az árnyékolásból vagy szennyeződésből eredő forró pontok csökkentik a teljesítményt és fokozzák a hőtehetetlenséget, ha figyelmen kívül hagyják őket.
Rendszeres karbantartási gyakorlatok
A rendszer rendszeres tisztítása, az IV görbék tesztelése és a drón infravörös hőellenőrzése segíthet kezelni a teljesítményproblémákat, például a por{0}}felhalmozódását és a korróziót. Tanulmányok igazolják, hogy a proaktív (művelet és karbantartás) 5 - 10 %-kal javítja a teljesítményt, és 3 - 5 évvel meghosszabbítja a rendszer élettartamát.
Valós működési adatokból származó bizonyíték
Történelmi példák:
Spanyolország 340 kW-os erőműve 1984 óta működik, és csak 0,2%-os éves leromlást mutat. Ráadásul Kína legrégebbi fotovillamos állomása Gansu tartományban 37 éve termel áramot korlátozott karbantartás mellett.
Laboratóriumi bizonyítékok:
A Lawrence Berkeley National Laboratory nemrégiben tanulmányozta a fotovoltaikus projekteket, és megállapította, hogy a fotovillamos projektek élettartama a 2007-es átlagos 21,5 évről 2019-re 32,5 évre nő.
Ipari innovációk a hosszú élettartam érdekében
Prediktív karbantartás: Az AI{0}}alapú platformok valós idejű adatok elemzésével (például az inverter meghibásodásával) körülbelül 4-8 órával az idő előtt előrejelzik a meghibásodást (például az inverter meghibásodását), ami 60%-kal csökkenti az állásidőt
Robottisztítás: Autonóm drónok és kevesebb víz{0}}intenzív takarítási szolgáltatások, por elleni küzdelem a száraz területeken, és a csökkentett teljesítményveszteség évi 6-15%
Újrahasznosítás és utólagos felszerelés: Végül és 2030-ra a panelanyagok (üveg, szilícium, alumínium) körülbelül 90%-a újrafelhasználható lesz. A leszerelt paneleket újrahasznosították a hálózaton kívüli-világításban vagy építőanyagokban.
Gazdasági megfontolások
A fotovoltaikus rendszerek 30 éven túl is képesek kitartani, bár a jótállási idő és a támogatási időszak miatt a gazdasági élettartam 25 év (a vámpolitikában például a kínai betáplálás csak 20 év). A garancia lejárta után a napelemes rendszer gazdaságosan (rendesen) karbantartható, azonban előfordulhat, hogy egyes alkatrészek cserére vagy karbantartásra szorulnak a 30 éves effektív teljesítmény eléréséhez, mivel az üzemeltetési költségek nagyon alacsonyak.
Következtetés: Tartós tiszta energiabefektetés
A fotovoltaikus rendszerek képesek felülmúlni a hosszú élettartammal kapcsolatos korai szkepticizmust, de ahogy Dr. Elena Rodriguez, a Nemzetközi Napenergia Társaság munkatársa elmondta: "Az adatok nyilvánvalóak: a fotovoltaikokat úgy tervezték, hogy több évtizedes termelést biztosítsanak. A következő kihívás a megfelelő újrahasznosítás és intelligens karbantartás eszközeinek megtalálása a tervezett élettartamon túli működés érdekében."
