Скільки відсотків потужності сонячна панель втрачає за рік?

Ми звели гарантії з паспортів п'яти серій модулів і огляд майже двох тисяч польових вимірювань. Старіння забирає пів відсотка на рік, а чверть паспортних ват, яких бракує влітку, з'їдає не вік, а нагрів.

Сонячні панеліОновлено 5 жовтня 20269 хв читання

Коротка відповідь

Сучасна кремнієва панель втрачає 1–2% потужності за перший рік і далі 0,25–0,55% щороку. Саме такі межі виробники записують у лінійну гарантію: для p-type PERC це 2% і 0,55%, для n-type TOPCon 1% і 0,4%, для гетероперехідних модулів 2% і 0,25%. Через 25 років гарантована потужність становить 84,8–92% від паспортної.

Польові дані підтверджують цей порядок. Огляд NREL, який зібрав майже 2000 виміряних швидкостей деградації за 40 років, дає медіану 0,5% на рік і середнє 0,8%. Якщо ж нова панель на 400 Вт улітку показує 280–300 Вт, це не деградація: стільки вона видає вже з заводу за реальної температури й освітленості.

Що гарантують виробники: п'ять паспортів поруч

Лінійна гарантія потужності має дві цифри: максимальне падіння за перший рік і максимальне щорічне падіння потім. З них за простою арифметикою виходить гарантований залишок на будь-який рік. Ми взяли паспорти серій трьох кремнієвих технологій і порахували залишок на 10, 20 і 25 років.

Різниця між першим і другим рядком показова. На графіку в паспорті JA Solar поруч із власною гарантією модуля намальована «стандартна лінійна гарантія»: 97,5% після першого року і 83,1% на 25-й рік. Тобто «стандартна» гарантія, з якою виробник порівнює свою, на 25-й рік нижча на 1,7 відсоткового пункту. Якщо вам пропонують модуль без паспорта з чіткими цифрами, розраховувати варто саме на цей рядок.

Чому перший рік винесено окремо і чому n-type стартує з 1%, а PERC із 2%? У перші місяці на сонці кремній зазнає короткочасної світлоіндукованої деградації (LID). Вона настільки відрізняється від повільного старіння, що огляд NREL, про який нижче, свідомо виключає її зі своїх річних чисел. Jinko у паспорті Tiger Neo прямо пише, що технологія TOPCon дає нижчу деградацію LID і LeTID.

Важливий нюанс: гарантія потужності і гарантія на виріб різні. У JA Solar це 25 і 12 років, у Trina 30 і до 25 років, у REC 25 років на потужність і 20 або 25 років на виріб залежно від умов програми. Дефекти матеріалів і виготовлення, як-от розшарування чи несправна розподільна коробка, підпадають під другу, коротшу.

Що показують реальні панелі на даху

Гарантія описує найгірший допустимий випадок. Як старіють панелі насправді, найкраще зведено в огляді Д. Джордана і С. Курц із Національної лабораторії відновлюваної енергетики США (NREL). Автори зібрали з публікацій майже 2000 швидкостей деградації, виміряних на окремих модулях і цілих системах за 40 років польових випробувань.

Три висновки з огляду, які варто знати власнику.

Медіана і гарантія збігаються. 0,5% на рік польової медіани лежать між 0,4% і 0,55% гарантій. Виробники не обіцяють чогось недосяжного, але й запасу в гарантії небагато.

Середнє гірше за медіану. Розподіл має довгий хвіст: більшість панелей старіє повільно, а невелика частка втрачає кілька відсотків на рік. Саме вона тягне середнє до 0,8%. Для вас це означає, що «середня» панель не гірша за гарантію, але окрема несправна гірша набагато.

Перші роки показують більше втрат. У дослідженнях тривалістю до 10 років медіана, за словами авторів, значно вища, ніж у дослідженнях від 10 років. Частково це відбір: модулі, що швидко деградують, рідко лишаються в полі достатньо довго, щоб про них написали ще раз.

Окреме число з огляду: падіння на 20% зазвичай вважають відмовою модуля, хоча єдиного визначення відмови немає. За медіанних 0,5% на рік до цієї межі панель дійшла б лише приблизно за 40 років.

Чому нова панель на 400 Вт видає 300 Вт

Тут і виникає плутанина, через яку люди шукають «деградацію». Паспортні вати виміряні за стандартних умов: освітленість 1000 Вт/м² і температура комірки 25 °C. На даху комірка влітку значно гарячіша, а освітленість частіше нижча. Кожен виробник друкує в паспорті і другу таблицю, для умов NOCT: освітленість 800 Вт/м², повітря 20 °C, вітер 1 м/с.

Усі три нові модулі за звичайних робочих умов дають близько трьох чвертей паспорта. Із приблизно 24% різниці 20 пунктів дає нижча освітленість (800 замість 1000 Вт/м²), решту нагрів. Скільки забере температура, легко порахувати самому:

P ≈ Pпаспорт × (G ÷ 1000) × (1 − k × (Tкомірки − 25))

де G освітленість у Вт/м², k температурний коефіцієнт потужності з паспорта в частках (0,35% = 0,0035). Для JA Solar за умов NOCT формула дає 400 × 0,8 × (1 − 0,0035 × 20) ≈ 298 Вт проти паспортних 302 Вт, тобто працює з точністю до кількох ват.

Тому найкращий день, щоб побачити справжню потужність панелі, це ясний холодний березневий або квітневий полудень, а не липень. Як нагрів і хмарність розподіляють вироблення по місяцях, показано в таблиці скільки виробляє 1 кВт панелей.

Як перевірити, чи панель справді деградувала

Умови подання претензії визначає гарантійний документ виробника, на який посилаються самі паспорти. Якщо падіння раптове і стосується всього рядка, спершу виключіть роз'єми, кабелі й налаштування контролера. Для острівних комплектів про це є окрема сторінка: панель до зарядної станції.

Скільки коштує деградація за 25 років

Візьмемо систему 3 кВт на півночі України: 3 × 1060 × 0,85 ≈ 2700 кВт·год на рік без старіння. Порахуємо, скільки енергії система недодасть за 25 років за кожним сценарієм, і оцінимо її за тарифом 4,32 грн.

Різниця між найкращою і найгіршою технологією за чверть століття близько 2 400 кВт·год, тобто приблизно десять тисяч гривень за нинішнім тарифом. Помітно, але небагато порівняно з тим, як на результат впливає частка самоспоживання. Тому в розрахунку окупності сонячних панелей ми закладаємо поправку 0,94: вона відповідає приблизно 0,5% на рік. Свої числа вироблення можна підставити в калькулятор сонячної станції.

Де ці числа перестають працювати

Таблиця гарантій описує серії з паспортами 2023–2025 років. Старіші модулі могли мати слабшу гарантію, як у «стандартному» рядку, а для вживаних панелей невідомо, скільки ресурсу вже витрачено.

Огляд NREL зводить дані з публікацій, а не з випадкової вибірки панелей. Автори самі пишуть, що це огляд літератури, а не наукове вибіркове дослідження. Він не каже, як деградує конкретна панель на вашому даху, лише якого порядку чекати.

Розрахунок не стосується механічних пошкоджень: град, мікротріщини від неправильного монтажу чи ходіння по панелі, перегрів через тінь. Вони дають раптові втрати, а не плавні 0,5% на рік.

І нарешті, усе сказане стосується панелей. Акумулятор у тій самій системі старіє за власними законами і значно швидше, тож його заміну планують окремо: про це сторінка строк служби акумуляторів.