光伏裝機量的不斷增長,同時也引起了行業(yè)內(nèi)對于未來光伏電站壽命的關注,而一個光伏電站能夠持續(xù)發(fā)電多少年,也是用戶和行業(yè)內(nèi)一直非常關心的問題。伏電站究竟能夠使用多少年?是25年嗎?25年后光伏電站就沒有用了嗎?
根據(jù)國家規(guī)定的標準,光伏電站的設計使用壽命是25年,由于光伏組件在使用的過程中會有一定的衰減。因此國家還規(guī)定,光伏組件板25年內(nèi)的功率衰減不超過20%,如果超過那么就算達到其使用壽命。
那是不是說光伏組件到了25年后就將不再發(fā)電了呢?其實并不是,25年只是規(guī)定的設計功率,現(xiàn)實生活中超過25年仍然繼續(xù)在發(fā)電的光伏電站也是有的,而且功率的衰減只能說發(fā)電量減少,也并不是完全不能發(fā)電。
光伏電站的壽命比想象中要長很多
而外界所擔心的光伏太陽板及其配件的使用壽命問題,其實在國內(nèi)早年間搭建的光伏電站就已經(jīng)給出了答案。
我國最早的光伏電站是甘肅省甘肅自然能源研究所,建設時間是1983年,現(xiàn)在已經(jīng)有超過35年的使用歷史了,它依舊在穩(wěn)定發(fā)電,只不過隨著時間的推移,每日的發(fā)電量有所減少。根據(jù)現(xiàn)在的技術,光伏電站的壽命在25年-30年,有一些運維較好的電站甚至可以使用超過40年。
在電站在運行29年的時候,當時對電站進行了一個光伏組件的測試。根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)表明,每塊組件的功率平均下降16%,衰減最厲害的光伏組件也不到20%,不僅現(xiàn)在能夠發(fā)電,未來也能持續(xù)使用。
40年前的實例充分印證了光伏組件完全可以使用25年以上,如今光伏行業(yè)的技術更加完備先進,因此光伏電站的運營壽命,肯定遠超于25年,25年只能說是標準,而非上限。
當然,雖然我們現(xiàn)在的技術相比30年前有了一定的提升和進步,但這并不代表建設的每一座電站都可以運營超過25年,這主要還是看硬件設施的條件以及后期的維護。
何以支撐光伏電站持續(xù)發(fā)電幾十年?
首先看硬件方面,光伏電站的壽命無非看組件、支架和逆變器。
組件方面,像瑞士運行了四十多年的電站,和正常電池板幾乎無差別,重要組件基本沒有發(fā)黃的印跡,封裝材料都由PVB制造而成,但采用了不同添加劑從而導致不同性能,因此組件的封裝材料也很重要。
支架方面:常用就是鋁合金支架,一般情況下使用個20年左右問題都不大。目前國外已經(jīng)開始用混凝土做光伏支架,而這樣做的好處不僅能夠延長支架使用壽命,同樣也能夠降低耗材成本
一般情況下,硅片壽命20年以上。只要硅片沒有隱裂使用25年沒問題。組件的壽命一般由其發(fā)電效率決定,而pn結的結合程度和硅片的純度決定了太陽能電池在同樣光的照射下產(chǎn)生電能的強度,隨著pn結不斷破裂,發(fā)電效率會不斷下降,25年后將下降到80%左右,質量越好的電池板能正常使用的壽命也就越長。
逆變器方面:光伏逆變器其實算得上光伏電站的“快消品”,一般來說,光伏逆變器的使用壽命從10年到25年不等,具體取決于不同類型,大多數(shù)組串逆變器的使用年限在10年左右。而光伏逆變器受外界因素影響也比較多,例如同一類型中個別型號的逆變器壽命也有所不同,容量過載、高溫、灰塵、氧化、受潮等都會影響到逆變器的使用,瑞士的光伏電站在40多年的發(fā)電生涯中一共換了5次逆變器,折算一下差不多每個逆變器的使用壽命在10年以內(nèi)。
維護更為關鍵
總的來講,一座正常的光伏電站只要未遇到極端天氣或不可抗力的因素,正常運行超過25年,問題并不大,而電站壽命的長短主要還是取決于對電站的維護。很多光伏電站由于缺少日常維護,導致了光伏電站發(fā)電效率降低,甚至出現(xiàn)熱斑、破損等更為嚴重的問題。
尤其在春夏季節(jié),一些雨水充沛的地區(qū),雜草叢生,草比人高的現(xiàn)象也是普遍存在的,長期無人維護的情況下,光伏板的縫隙處會很快長滿雜草,在夏季,這些雜草將很快把透氣的環(huán)境變得悶熱潮濕,同時長期的遮擋,也極易形成光伏熱斑,從而導致組件局部燒毀損壞。
此外,還有一些身處風沙較大地區(qū)的光伏電站,如果沒有得到及時的處理,組件表面很快就會被灰塵和風沙所遮擋,異物的遮擋電池片部分的電子躍遷活躍度降低,對應電阻增大,該遮擋區(qū)域將成為耗能負載,導致遮擋部位溫度升高,光伏組件溫度不均,從而使發(fā)電效率降低。同樣,這些問題不僅僅出現(xiàn)在光伏電站身上,很多便民的光伏設施都會出現(xiàn)這樣的問題,例如路邊安裝的光伏路燈,被長出的樹枝遮擋采光,從而出現(xiàn)成片路燈不亮的狀況,還有一些公園的光伏停車棚沒有定期清理灰塵最終導致無法發(fā)電。
很多光伏電站之所以在20幾年之后就宣布退役的原因就在于后續(xù)的維護工作并不好。尤其是一些大面積的地面電站和水面電站,一些光伏板在出現(xiàn)問題和故障的時候并不會第一時間就得到修繕和維護,通常都是等到一段時間進行集中維護和修理。而這些幾十年前的依舊還能繼續(xù)工作的光伏案例最直接向人們驗證了,一個良好的光伏電站,在得到妥當?shù)木S護后,持續(xù)發(fā)電30-40年都不是問題。