Carlos Jofré

概念

太陽能板衰減

衰減是太陽能板功率隨年份逐漸且永久下降的現象。被引用最多的 NREL 回顧研究,彙整了四十年間近 2,000 筆現場量測數據,中位數為每年 0.5%。它與髒污不同(髒污可透過清潔恢復),也不同於只影響個別板件的故障。

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重點摘要

  • 文獻中位數:每年 0.5%;平均值為 0.8%。
  • 在 Santiago,一項為期 2 年的研究依技術不同,量測出 每年 1.3% 至 2.8% 的衰減。
  • 髒污不是衰減:清潔後即可恢復。
  • 要申請保固,必須量測功率,而不是估算。

多少算正常

NREL 的 Dirk Jordan 與 Sarah Kurtz 檢視了 40 年現場試驗所公布的衰減率。從近 2,000 筆量測數據中,他們得出每年 0.5% 的中位數,以及 0.8% 的平均值。兩者的差距說明了一件事:多數太陽能板老化緩慢,但少數衰減得相當快。

智利現有的數據較高。在 Santiago,Fraunhofer Chile 與 Universidad Católica 於 2014 至 2015 年間進行的研究,在其測試陣列中量測到:

技術量測到的年衰減率
多晶矽1,29 %
單晶矽1,74 %
薄膜2,77 %

兩年是量測衰減的短期間,而且太陽能板前幾年的損失通常最大。儘管如此,這些數字是在智利實測得出的,審視 25 年發電預測時宜留意。

為何會衰減

機制說明
光致衰減(LID)照光最初數小時至數週內的初期損失
電位誘發衰減(PID)高電壓串列中,電池片與框架之間的漏電流
微裂紋電池片裂痕,隨時間使碎片被隔離
封裝膠變色保護電池片的材料受紫外線照射而變暗
分層與濕氣膜層分離,使水氣滲入並腐蝕接點
背板失效裂紋使帶電部位外露

高溫、紫外線與溫差幾乎會加速所有機制。因此智利北部是嚴苛的環境,也正是 AtaMoS-TeC 這類聯盟存在的原因。

什麼不是衰減

  • 髒污。 清潔後即可恢復。在 Santiago,髒污每天可能使發電效率損失 0.13% 至 0.56%。
  • 新增遮蔭。 長大的樹木或鄰近的建築。
  • 個別故障。 一顆二極體、一個接頭,或一組斷路的串列。

混淆兩者會導致代價高昂的決策:更換只是髒污的太陽能板,或把仍在保固期內的故障,當成「正常衰減」而接受。

如何量測

  1. 性能比(PR)趨勢。 累積數年資料,並配有可靠的日照感測器時,PR 的斜率即可顯示整體陣列的衰減。
  2. I-V 曲線。 量測一組串列或一塊太陽能板的實際功率,與銘牌功率比較,並校正日照輻照度與溫度。
  3. 實驗室。 太陽光模擬器在標準條件下量測太陽能板,是製造商認可的測試方式。

保固

太陽能板有 2 種不同的保固。產品保固涵蓋製造缺陷。績效保固則保證在長期內功率不會低於某一百分比,通常是第 1 年的最大損失,加上之後固定的衰減斜率。確切數值載於各製造商的保固證書,應在購買前詳讀,而非在申請理賠時才看。

常見問題

常見提問

太陽能板每年衰減多少?

依 Jordan 與 Kurtz(NREL)的回顧,已公布的現場量測中位數為每年 0.5%。在 Santiago 進行的一項為期 2 年研究,數值較高,依技術不同,介於每年 1.29% 至 2.77% 之間。

太陽能板能用多久?

太陽能板沒有固定的使用期限:只要不故障,就會持續發電,只是每年發電量略為減少。製造商的績效保固通常涵蓋 25 年或更久。

如何得知太陽能板的衰減是否超出正常範圍?

透過量測。績效稽核會比較實際發電量與預期值、排除髒污與故障,並以 I-V 曲線量測一組樣本串列的功率。

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性能比(Performance Ratio,PR)

性能比(PR)衡量太陽能電廠原本可發出的電能中,有多少比例實際轉換為電力。公式依據 IEC 61724-1,並附智利實例。

指南

如何申請太陽能板保固

要申請太陽能板保固,須先判斷適用哪一種保固,排除髒污與遮蔭,量測故障,並以書面提出。

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