غالبًا ما يتم تحديد العمر الاقتصادي للأنظمة الكهروضوئية بناءً على معيار 25 عامًا، حيث يتوافق ذلك مع الضمانات والأطر الزمنية للدعم. ومع ذلك، فإن العمر الجسدي غالبًا ما يكون أطول بكثير من 25 عامًا.
كان يُنظر إلى الأنظمة الكهروضوئية (PV) على أنها تقنية ناشئة. الآن، أثبتت عقود من الخبرة التشغيلية والتحسينات التكنولوجية العمر الطويل للأنظمة الكهروضوئية. تُظهر المعرفة الصناعية والدراسات الحديثة أن الأنظمة الكهروضوئية يمكنها إنتاج الكهرباء لمدة تتراوح بين 25 إلى 35 عامًا مع الصيانة المناسبة ومكونات الجودة، مما يثبت أن العديد من افتراضاتنا حول متوسط العمر المتوقع ومتانة الأنظمة الكهروضوئية خاطئة!
تحديد العمر: طول العمر المادي مقابل طول العمر الاقتصادي
تتكون الأنظمة الكهروضوئية من مجموعة متنوعة من المكونات مثل الألواح الشمسية، والعاكسات، وأنظمة التركيب، والأسلاك. كل مكون له عمر مختلف:
الألواح الشمسية
يبلغ معدل-اللوحات عالية الجودة-حوالي 0.3% - 0.8% سنويًا، وسيتمتع معظمها بكفاءة تزيد عن 80% بعد 25 عامًا أو أكثر.
العاكسون
تدوم العاكسات عادةً ما بين 10 إلى 15 عامًا ويمكن استبدالها مرة واحدة أو أكثر خلال دورة حياة الأنظمة.
أنظمة التركيب والكابلات
يمكن أن تستمر أنظمة التركيب المصنوعة من الفولاذ المجلفن أو الألومنيوم والكابلات المقاومة للأشعة فوق البنفسجية لأكثر من 30 عامًا.
العناصر الهامة المؤثرة على عمر النظام الكهروضوئي
جودة المكونات
الألواح الشمسية:عندما يتعلق الأمر بالألواح الشمسية،-سوف تتحلل الألواح عالية الجودة بمعدل 0.3% تقريبًا - 0.8% سنويًا. ينبغي أن تظل الألواح تتمتع بأكثر من 80% من كفاءتها بعد 25 عامًا. حصلت مختبرات مثل TÜV Rheinland على شهادات للألواح المصممة للبيئات القاسية (مثل الصحراء حيث من المحتمل أن يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية إلى جانب درجات الحرارة القصوى إلى كسر اللوحة بشكل أسرع).
العاكسون: تعمل مكونات العاكس عادةً لمدة 10 - 15 من السنوات ومن المتوقع حدوث عمليات استبدال خلال العمر الافتراضي للنظام. يمكن أن تستمر نماذج-العاكسات الدقيقة أو العاكسات المتطورة في بعض الأحيان لأكثر من 20 عامًا.
أنظمة التركيب والأسلاك: أنظمة التركيب التي تتكون عادةً من الألومنيوم أو الفولاذ المجلفن تدوم 30 عامًا بالإضافة إلى الأسلاك (المقاومة للأشعة فوق البنفسجية) سوف تستمر طالما أن أي نظام شمسي مدمج فيه.
العوامل البيئية
إن الأنظمة التي تعمل في المناطق ذات الأشعة فوق البنفسجية العالية (مثل الصحاري) سوف تتحلل بسرعة أكبر من الأنظمة الموجودة في المناخات المعتدلة. يمكن أن تؤدي البيئات شديدة التفريغ أو ذات الأشعة فوق البنفسجية العالية إلى تدهور سريع/تحلل ضوئي للوحة بما في ذلك تأثيرات PID (التدهور المستحث المحتمل). تعمل تكوينات النقاط الساخنة الناتجة عن التظليل أو الاتساخ على تقليل الإنتاج وتفاقم القصور الذاتي الحراري إذا تم تجاهلها.
ممارسات الصيانة الدورية
يمكن أن يساعد التنظيف المنتظم للنظام واختبار منحنيات IV وإجراء عمليات الفحص الحراري بالأشعة تحت الحمراء للطائرة بدون طيار في إدارة مشكلات الأداء مثل تراكم الغبار-والتآكل. لقد أجريت دراسات تؤكد أن الاستباقية (التشغيل والصيانة) يمكنها تحسين المخرجات بنسبة 5 - 10 % وإطالة عمر النظام بمقدار 3 - 5 سنة.
ابتكارات الصناعة لطول العمر
الصيانة التنبؤية: تحلل الأنظمة الأساسية المدعومة بالذكاء الاصطناعي-بيانات الوقت الفعلي- للتنبؤ بالفشل (على سبيل المثال، فشل العاكس) قبل 4 إلى 8 ساعات تقريبًا من الوقت المحدد، مما يقلل وقت التوقف عن العمل بنسبة 60%
التنظيف الآلي: تعمل الطائرات بدون طيار ذاتية التشغيل وخدمات التنظيف المكثفة{0}}باستخدام كميات أقل من المياه، على مكافحة الغبار في المناطق الجافة، وتتراوح نسبة فقدان الإنتاج من 6% إلى 15% سنويًا.
إعادة التدوير والتعديل التحديثي: في نهاية المطاف، وبحلول عام 2030، سيكون حوالي 90٪ من مواد الألواح (الزجاج والسيليكون والألمنيوم) قابلة لإعادة الاستخدام. تمت إعادة استخدام اللوحات التي تم إيقاف تشغيلها في-الإضاءة خارج الشبكة أو في مواد البناء.
الاعتبارات الاقتصادية: الأنظمة الكهروضوئية قادرة على الاستمرار لمدة تزيد عن 30 عامًا، على الرغم من أن العمر الاقتصادي يصل إلى 25 عامًا بسبب طول الضمان وفترة الدعم (تغذية الصين-في سياسة التعريفة الجمركية على سبيل المثال هي 20 عامًا فقط). بعد انتهاء الضمان، يمكن صيانة النظام الكهروضوئي بشكل اقتصادي (منظم)، إلا أن بعض المكونات قد تحتاج إلى استبدال أو صيانة للوصول إلى 30 عامًا من الإنتاج الفعال، حيث أن تكاليف التشغيل منخفضة جدًا.
الخلاصة: استثمار في الطاقة النظيفة لكي يدوم
إن الأنظمة الكهروضوئية قادرة على التفوق على الشكوك المبكرة حول المتانة طويلة الأمد، ولكن كما قالت الدكتورة إيلينا رودريغيز، من الجمعية الدولية للطاقة الشمسية: "البيانات واضحة: لقد تم تصميم الخلايا الكهروضوئية لتقدم عقودًا من الإنتاج. والتحدي التالي هو إيجاد الوسائل اللازمة لإنشاء النوع المناسب من إعادة التدوير والصيانة الذكية للحفاظ على التشغيل بعد العمر المقصود."
