住宅用太陽光パネルの寿命はどれくらいですか？

住宅用太陽光パネルは長期ローンまたはリースで販売されることが多く、住宅所有者は20年以上の契約を結びます。しかし、パネルはどれくらい長持ちするのでしょうか?また、どれくらいの弾力性があるのでしょうか?

パネルの寿命は、気候、モジュールの種類、使用するラック システムなどのいくつかの要因によって異なります。パネル自体に特定の「終了日」はありませんが、時間の経過とともに生産が失われると、多くの場合、機器の廃止が余儀なくされます。

パネルを 20 ～ 30 年後も稼働し続けるか、その時点でアップグレードを検討するかを決定する場合、情報に基づいた決定を下すための最良の方法は出力レベルを監視することです。

劣化

国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) によると、劣化と呼ばれる時間の経過による出力の損失は、通常、毎年約 0.5% に達します。

メーカーは通常、劣化が十分に進行する 25 ～ 30 年を目安にパネルの交換を検討します。 NRELによると、太陽電池モジュールの製造保証の業界標準は25年だという。

ベンチマークの年間劣化率が 0.5% であるとすると、20 年経過したパネルは元の性能の約 90% を生産できることになります。

パネルの品質は劣化速度にある程度の影響を与える可能性があります。 NREL の報告によると、パナソニックや LG などの高級メーカーの劣化率は年間約 0.3% ですが、一部のブランドでは 0.80% もの劣化率で劣化します。 25 年後でも、これらのプレミアム パネルは元の生産量の 93% を生産することができ、さらに劣化した例では 82.5% を生産することができます。

（読む： "研究者が15年以上前の太陽光発電システムの劣化を評価”）

劣化の大部分は、潜在的誘発劣化 (PID) と呼ばれる現象に起因すると考えられており、すべてのパネルではなく一部のパネルで発生する問題です。 PID は、パネルの電位と漏れ電流によって、モジュール内の半導体材料とガラス、マウント、フレームなどのモジュールの他の要素との間のイオン移動度が変化するときに発生します。これにより、モジュールの出力容量が大幅に低下する場合があります。

一部のメーカーは、ガラス、カプセル化、拡散バリアに PID 耐性材料を使用してパネルを製造しています。

また、すべてのパネルには光誘起劣化 (LID) と呼ばれる現象が発生し、太陽光にさらされてから最初の数時間以内にパネルの効率が低下します。 LIDは結晶シリコンウェーハの品質に基づいてパネルごとに異なりますが、通常は1回限りの効率の1〜3％の損失が発生すると、試験研究所PVEL、PV Evolution Labsは述べています。

風化

気象条件への曝露がパネル劣化の主な原因となります。熱は、リアルタイムのパネルのパフォーマンスと経時的な劣化の両方において重要な要素です。周囲の熱は電気部品の性能と効率に悪影響を及ぼします。NRELによると.

メーカーのデータシートを確認すると、パネルの温度係数がわかり、高温でのパネルの性能を実証できます。

この係数は、標準温度である摂氏 25 度を超えて摂氏 1 度が上がるごとに、リアルタイム効率がどの程度失われるかを説明します。たとえば、温度係数 -0.353% は、摂氏 25 度を超えるごとに、総生産能力の 0.353% が失われることを意味します。

熱交換は、熱サイクルと呼ばれるプロセスを通じてパネルの劣化を引き起こします。物質は暖かいと膨張し、温度が下がると収縮します。この動きにより、時間の経過とともにパネルに微小亀裂がゆっくりと形成され、出力が低下します。

毎年恒例のモジュールスコアカードの学習, PVELはインドで稼働中の36件の太陽光発電プロジェクトを分析し、熱劣化による重大な影響を発見しました。プロジェクトの平均年間劣化率は 1.47% でしたが、より寒い山岳地帯にあるアレイの劣化率はほぼ半分の 0.7% でした。

適切に設置すると、熱関連の問題に対処できます。対流空気が下を流れて機器を冷却できるように、パネルは屋根から数インチ上に設置する必要があります。熱吸収を制限するためにパネル構造に明るい色の材料を使用できます。また、インバーターやコンバイナーなどのコンポーネントは、そのパフォーマンスが特に熱に弱いため、日陰の場所に配置する必要があります。CED グリーンテックを提案.

風もソーラーパネルに何らかの損害を引き起こす可能性のある気象条件です。強風により、動的機械負荷と呼ばれるパネルの曲がりが発生する可能性があります。これによりパネルに微小亀裂が発生し、出力が低下します。一部のラッキング ソリューションは強風地域向けに最適化されており、パネルを強い上昇力から保護し、微小亀裂を制限します。通常、メーカーのデータシートには、パネルが耐えることができる最大風に関する情報が記載されています。

雪についても同様で、激しい嵐の際にはパネルが覆われ、発電量が制限される可能性があります。雪は動的機械的負荷を引き起こし、パネルを劣化させる可能性もあります。通常、パネルは滑らかで暖かいため、雪はパネルから滑り落ちますが、場合によっては、住宅所有者がパネルから雪を取り除くことを決定する場合があります。パネルのガラス表面を傷つけると出力に悪影響を及ぼす可能性があるため、これは慎重に行う必要があります。

（読む： "屋上の太陽光発電システムを長期間稼働させるためのヒント”）

劣化はパネルの寿命において避けられない正常な現象です。適切な設置、慎重な除雪、慎重なパネルの清掃は出力の向上に役立ちますが、最終的には、ソーラー パネルは可動部品のないテクノロジーであり、メンテナンスはほとんど必要ありません。

規格

特定のパネルが長寿命で計画どおりに動作することを確認するには、認定のための規格テストを受ける必要があります。パネルは国際電気標準会議 (IEC) のテストの対象となり、このテストは単結晶パネルと多結晶パネルの両方に適用されます。

エネルギーセージは言いましたIEC 61215 規格を達成したパネルは、湿潤漏れ電流や絶縁抵抗などの電気特性がテストされます。風と雪の両方に対する機械的負荷テストと、ホットスポット、紫外線暴露、湿気による凍結、湿った熱、雹の衝撃、その他の屋外暴露に対する弱点をチェックする気候テストを受けます。

IEC 61215 は、温度係数、開路電圧、最大出力など、標準的なテスト条件でのパネルの性能指標も決定します。

また、パネルの仕様書によく見られるのは、標準とテストも提供する Underwriters Laboratories (UL) のシールです。 UL は、全範囲の安全性テストに加えて、クライマックステストと老化テストを実行します。

失敗

ソーラーパネルの故障は低い確率で発生します。 NREL研究を行った2000 年から 2015 年の間に、米国では 50,000 台を超えるシステムが設置され、世界中で 4,500 台以上のシステムが設置されました。この調査では、年間 10,000 台中 5 台のパネルの故障率の中央値が判明しました。

1980 年から 2000 年の間に設置されたシステムでは、2000 年以降のグループの 2 倍の故障率が実証されたため、パネルの故障は時間の経過とともに著しく改善されました。

（読む： "性能、信頼性、品質のトップソーラーパネルブランド”）

システムのダウンタイムがパネルの故障に起因することはほとんどありません。実際、kWh Analytics の調査によると、太陽光発電所のダウンタイム全体の 80% は、パネルの DC 電流を使用可能な AC に変換する装置であるインバーターの故障が原因であることがわかりました。 pv マガジンでは、このシリーズの次回の回でインバータの性能を分析します。