住宅用ソーラーパネルの寿命はどのくらいですか?

住宅用ソーラーパネルは、多くの場合、長期ローンやリース契約で販売され、住宅所有者は20年以上の契約を結びます。しかし、パネルの寿命はどれくらいで、耐久性はどれくらいなのでしょうか？

パネルの寿命は、気候、モジュールの種類、使用されているラックシステムなど、いくつかの要因に左右されます。パネル自体に特定の「寿命」はありませんが、時間の経過とともに生産量が減少すると、設備の廃棄を余儀なくされることがよくあります。

今後 20 ～ 30 年間パネルを稼働させ続けるか、その時点でアップグレードを検討するかを決めるときは、出力レベルを監視することが、情報に基づいた決定を下すための最善の方法です。

劣化

国立再生可能エネルギー研究所（NREL）によると、時間の経過による出力低下は劣化と呼ばれ、通常は毎年約0.5％になる。

メーカーは通常、25～30年でパネルの劣化が進み、交換を検討する時期と見なしています。NRELによると、太陽光モジュールの製造保証の業界標準は25年です。

年間の劣化率が 0.5% というベンチマークを考慮すると、20 年経過したパネルは元の能力の約 90% を発揮することができます。

パネルの品質は劣化率に多少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%に達することもあります。これらの高級パネルは25年後でも当初の出力の93%を維持でき、劣化度が高いパネルでは82.5%の出力を維持できる可能性があります。

（読む： "研究者らが15年以上経過した太陽光発電システムの劣化を評価「）

劣化のかなりの部分は、電位誘起劣化（PID）と呼ばれる現象に起因しています。これは、すべてのパネルに発生するわけではありませんが、一部のパネルで発生する問題です。PIDは、パネルの電位とリーク電流によって、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が促進されることによって発生します。これにより、モジュールの出力容量が著しく低下する場合もあります。

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。

すべてのパネルは、光誘起劣化（LID）と呼ばれる現象に悩まされています。これは、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する現象です。LIDは結晶シリコンウェハの品質によってパネルごとに異なりますが、通常は1回限りで1～3%の効率低下を引き起こすと、試験機関PVEL（PV Evolution Labs）は述べています。

風化

パネルの劣化の主な要因は、気象条件への曝露です。熱は、パネルのリアルタイム性能と経年劣化の両方において重要な要因です。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、パネルが高温でも動作する能力がわかります。

この係数は、標準温度である25℃から1℃上昇するごとに、リアルタイム効率がどれだけ低下するかを表します。例えば、温度係数が-0.353%の場合、25℃を超える1℃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。温度が高いと材料は膨張し、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な亀裂が生じ、出力が低下します。

毎年恒例のモジュールスコアカード調査PVELはインドで稼働中の太陽光発電プロジェクト36件を分析し、熱劣化による重大な影響を発見しました。プロジェクトの年間平均劣化率は1.47%でしたが、寒冷な山岳地帯に位置するアレイではそのほぼ半分の0.7%でした。

適切な設置は、熱関連の問題に対処するのに役立ちます。パネルは屋根から数インチの高さに設置し、対流空気がパネルの下を流れて機器を冷却できるようにします。パネルの構造には明るい色の材料を使用することで、熱の吸収を抑えることができます。また、インバータやコンバイナなどの部品は熱に特に敏感なので、日陰に設置する必要があります。CED Greentechの提案.

風もまた、太陽光パネルに損傷を与える可能性のある気象条件の一つです。強風はパネルのたわみ（動的機械荷重）を引き起こす可能性があります。また、パネルにマイクロクラック（微小亀裂）が発生し、出力が低下します。一部のラックソリューションは強風地域向けに最適化されており、パネルを強い揚力から保護し、マイクロクラックの発生を抑えます。通常、メーカーのデータシートには、パネルが耐えられる最大風速に関する情報が記載されています。

雪も同様です。激しい嵐の際にはパネルが雪に覆われ、出力が制限される可能性があります。また、雪は動的機械的負荷を引き起こし、パネルの劣化を引き起こすこともあります。通常、パネルは滑りやすく高温になるため、雪は滑り落ちますが、住宅所有者がパネルから雪を取り除く場合もあります。ただし、パネルのガラス面に傷が付くと出力に悪影響を与えるため、慎重に行う必要があります。

（読む： "屋上太陽光発電システムを長期にわたって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、丁寧な除雪、そしてパネルの丁寧な清掃は出力向上に役立ちますが、結局のところ、太陽光パネルは可動部品のない技術であり、メンテナンスはほとんど必要ありません。

標準

特定のパネルが長寿命で、計画通りに動作することを保証するには、認証のための規格試験を受ける必要があります。パネルは、単結晶パネルと多結晶パネルの両方に適用される国際電気標準会議（IEC）の試験を受けます。

EnergySageは言ったIEC 61215規格に適合したパネルは、湿潤漏れ電流や絶縁抵抗などの電気特性について試験されます。さらに、風と雪に対する機械負荷試験、そしてホットスポット、紫外線、湿気による凍結、高熱、雹の衝撃、その他の屋外暴露に対する弱点を確認する気候試験も実施されます。

IEC 61215 では、温度係数、開回路電圧、最大出力など、標準テスト条件におけるパネルのパフォーマンス メトリックも決定します。

パネルの仕様書には、UL（Underwriters Laboratories）の認証マークも記載されています。ULは、規格や試験も提供しています。ULは、耐候性試験や老化試験に加え、あらゆる安全性試験を実施しています。

失敗

太陽光パネルの故障は低い確率で発生します。NREL研究を実施した2000年から2015年の間に米国で5万台以上、世界で4,500台以上設置されたシステムを対象に調査しました。調査では、年間1万枚中5枚のパネルが平均して故障していることがわかりました。

パネルの故障率は時間の経過とともに著しく改善され、1980 年から 2000 年の間に設置されたシステムの故障率は 2000 年以降のグループの 2 倍であることが分かりました。

（読む： "性能、信頼性、品質においてトップクラスの太陽光パネルブランド「）

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稀です。実際、kWh Analyticsの調査によると、太陽光発電所のダウンタイムの80%は、パネルの直流電流を使用可能な交流電流に変換する装置であるインバータの故障が原因であることがわかりました。pv magazineは、このシリーズの次回でインバータの性能を分析します。