光伏电站究竟能够使用多少年?是25年吗?25年后光伏电站就没有用了吗?
近两年,光伏新增装机量在不断攀升,尤其从去年开始,新增光伏装机量开始呈现飞跃似的攀升,2022年新增装机量87.41GW,创下行业新高,而今年前5个月新增光伏装机量就达到了61GW,按照这个趋势,预估今年新增光伏装机量将达到150GW。光伏装机量的不断增长,同时也引起了行业内对于未来光伏电站寿命的关注,而一个光伏电站能够持续发电多少年,也是用户和行业内一直非常关心的问题。
根据国家规定的标准,光伏电站的设计使用寿命是的25年,由于光伏组件在使用的过程中会有一定的衰减,因此国家还规定,光伏组件板25年内的功率衰减不超过20%,如果超过20%,那么就算达到其使用寿命。
那是不是说光伏组件到了25年后就将不再发电了,并不是,25年只是规定的设计功率,其实现实生活中超过25年仍然继续在发电的光伏电站也是有的,况且功率的衰减只能说发电的电变少了,也并非完全不能发电了。
而外界所担心的这些光伏太阳板及其配件的使用寿命问题,其实在国内早年间搭建的光伏电站就已经给出了答案。在1983年,我国就在甘肃搭建了一座光伏电站,而这也是我国早期搭建的光伏电站,由甘肃自然能源研究所安装,总装机10KW,如今40年过去了,它依旧在稳定发电,只不过随着时间的推移,当时的10KW已经衰减成7KW,也就好比说当年一天能发100度电,现在一天只能够发70度电。当时这座光伏电站的建设主要是为了用于当地村子36户居民的用电,当时每家2只日光灯。由于这是座离网电站,所以无从得知它当时具体的发电量,但从它的供电情况,也能大致推算。不过这座光伏电站的命运也并非能从一而终,随着电力系统的逐渐完备,国家电力送到了这个小村庄,原先的这座光伏电站开始逐渐失去他的作用,很多光伏板被村民拆了下来,有的被拿去当废品卖了,还有的被损坏。当甘肃能源研究所专家得知此事时,与当地政府村民协商有偿运回了这座只剩下7kw左右的光伏电站。在权衡一番之后这座光伏电站最终被留在了研究所,如今,这座光伏电站仅剩6.4千瓦,却依旧在发电。同时,它也并入国家电网。在电站在运行29年的时候,当时对电站进行了一个光伏组件的测试。根据检测的数据表明,每块组件的功率平均下降16%,衰减严重的光伏组件也不到20%,不仅现在能够正常发电,未来也还能够持续使用。这40年前的实例也充分印证了光伏组件完全可以使用25年以上,如今光伏行业的技术更加的完备,技术上也更加先进,因此光伏电站的运营寿命,肯定远远超过25年,只能说25年是标准,而非上限。虽然当年的这座光伏电站采用的组件是日本晶瓷制造捐赠的,但经历了这么多年的发展历程,国内的光伏组件以及发电技术已经跃居世界前列,全球目前主要的光伏组件供应基本上也都在中国。
和甘肃这座光伏电站一样的还有位于西藏的一座光伏发电站,西藏的这座光伏电站于1988年建成,距今也有35年了,仍然能够正常运营发电。
而世界上年限久远的光伏电站位于瑞士南部的提契诺州,这个安装在瑞士应用科学与艺术大学实验室屋顶的10KW发电系统,简称TISO‐10,自从并网以来几乎不间断运行了40多年。
在这些电站的身上可以发现一个共同点,那就是这下硬件设施的质量令人惊叹,像瑞士的这座电站,它的组件更接近于我们当下的双玻组件。
当然,虽然我们现在的技术相比30年前有了一定的提升和进步,但这并不代表建设的每一座电站都可以运营超过25年,这主要还是看硬件设施的条件以及后期的维护。
首先看硬件方面,光伏电站的寿命无非看组件、支架和逆变器。支架方面:常用就是铝合金支架,一般情况下使用个20年左右问题都不大,此外,铝合金光伏支架的材质除了铝合金和不锈钢材质外,也包括有碳钢质料具有无焊接、百分之百的可以自由的进行调整和无钻孔特点。目前国外已经开始用混凝土做光伏支架,而这样做的好处不经能够延长支架使用寿命,同样也能够降低耗材成本。组件方面:像瑞士那座运行了40多年的老电站,表现较好的组件基本上没有发黄的迹象,和正常的电池板几乎没有什么差别,电池板的封装材料都是由PVB制造而成的,但采用了不同的添加剂,从而导致不同的性能。组件的封装材料也尤为的重要,稍加改变将会影响整个光伏电站的性能。
一般情况下,硅片寿命20年以上。只要硅片没有隐裂使用25年没问题。组件的寿命一般由其发电效率决定,而pn结的结合程度和硅片的纯度决定了太阳能电池在同样光的照射下产生电能的强度,随着pn结不断破裂,发电效率会不断下降,25年后将下降到80%左右,质量越好的电池板能正常使用的寿命也就越长。逆变器方面:光伏逆变器其实算得上式光伏电站的“快消品”,一般来说,光伏逆变器的使用寿命从10年到25年不等,具体取决于类型,而大多数组串逆变器的寿命也就在10年左右。而光伏逆变器受外界因素影响也比较多,例如同一类型中个别型号的逆变器寿命也有所不同,容量超配、高温、灰尘、氧化、受潮等都会影响到逆变器的使用,瑞士的光伏电站在40多年的发电生涯中一共换了5次逆变器,折算一下差不多每个逆变器的使用寿命在10年以内。
总的来讲,一座正常的光伏电站只要没有遇到特殊天气或者一些不可抗力的因素,正常运行超过25年,问题都不大,而电站寿命的长久主要还是取决于平时对于电站的维护。很多光伏电站由于缺少日常维护,导致了光伏电站发电效率降低,甚至出现热斑、破损等更为严重的问题。
尤其在春夏季节,一些雨水充沛的地区,杂草涨势凶猛,草比人高的现象也是普遍存在的,长期无人维护的情况下,光伏板的缝隙中间甚至很快都会长满杂草,在夏季这些杂草很快就将通风透气的环境变得闷热潮湿,同时长期的遮挡,也很容易形成光伏热斑,从而导致组件局部烧毁损坏。此外,还有一些身处风沙较大地区的光伏电站,如果没有得到及时的处理,组件表面很快就会被灰尘和风沙所遮挡,异物的遮挡电池片部分的电子跃迁活跃度降低,对应电阻增大,该遮挡区域将成为耗能负载,导致遮挡部位温度升高,光伏组件温度不均,从而使发电效率降低。
同样,这些问题不仅仅出现在光伏电站身上,很多便民的光伏设施都会出现这样的问题,例如路边安装的光伏路灯,被长出的树枝遮挡采光,从而出现成片路灯不亮的状况,还有一些公园的光伏停车棚没有定期清理灰尘最终导致无法发电。
很多用户,尤其是户用光伏,对于搭建光伏电站会有一个认识误区,认为只要装了光伏他就可以安安稳稳的用上25年甚至更久,客观的讲光伏电站并非一个一劳永逸的产品,甚至于后续的维护成本比搭建成本还要高。
很多光伏电站之所以在20几年之后就宣布退役的原因就在于后续的维护工作做的并不好。尤其是一些大面积的地面电站和水面电站,一些光伏板在出现问题和故障的时候并不会很快就得到修缮和维护,通常都是等到一段时间进行集中维护和修理。
而这些几十年前的依旧还能继续工作的光伏案例直接的向人们验证了,一个良好的光伏电站,在得到妥当的维护后,持续发电30-40年都不是问题。
附维护措施建议
1、组件玻璃是否有破损;
2、是否有尖锐物体接触组件表面;
3、组件是否被障碍物、异物遮挡;
4、电池片栅线附近是否有腐蚀情况(这种腐蚀情况是由于组件表面封装材料在安装或运输过程中遭到破损,导致水汽渗透到组件内部所造成);
5、检查组件与支架间的固定螺丝是否有松动或损坏,并进行及时调整或修复。
1、组件表面的灰尘或污垢累积会减少发电输出,尽可能每年进行一次定期清洁工作(具体间隔时间取决于安装现场的条件)。清洁时须使用柔软的棉布,干燥或潮湿均可。不推荐使用含有矿物质的水进行清洗,以免在玻璃表面留下污垢;
2、任何情况下都不建议使用表面粗糙的材料进行组件清洁;
3、为了减少潜在的电击或灼伤,建议在光照不强且组件温度较低的清晨或傍晚进行光伏组件的清洁工作,特别是对于气温较高的地区;
4、不要试图清理有玻璃破损或存在裸露电线等特征的光伏组件,人身容易受到电击的危险。
预防性维护:
1、连接器和电缆线的检查,推荐每6个月进行一次以下的预防性维护3、检查光伏组件的老化迹象。工厂等屋顶可能有啮齿动物破坏线路,以及连接器是否连接紧密、有无腐蚀现象。检查组件是否接地良好。