光伏板实际寿命超预期,报废后仍可稳定使用十年

3分钟前

本文来源为微信公众号“环球零碳”,由小澜编辑,环球零碳研究中心撰写,原标题为《光伏板寿命被低估!报废后竟然还能用10年》



传统观点认为,一块光伏板的使用寿命通常在25至30年,超过该年限便基本失去使用价值。不过,瑞士的一项长期研究正在改变这一认知。



科研人员发现,光伏组件的实际寿命可能被严重低估。那些在时间上已达到“报废”标准的光伏板,实际上仍能再稳定运行10年甚至更久。



这项研究由瑞士南部应用科学与艺术大学的埃布拉尔·厄兹卡莱团队开展,他们对1987年至1993年间安装在瑞士不同区域(涵盖低海拔到高山地区)的六个并网太阳能系统进行了研究。研究人员结合数十年的运行数据,以及对部分组件的实验室测试,全面评估了这些光伏板的输出功率变化和内部物理损耗情况。



性能损失率是判断光伏板能否继续使用的关键指标,即系统随使用年限增加,每年损失的发电能力。



研究发现,六个测试点的平均年衰减率约为0.25%,远低于早期研究中常见的0.75%至1%。依据国际通行标准(IEC 61215):光伏组件首年衰减≤3%,之后每年平均衰减率≤0.7%。按照此标准,25年后光伏板的发电能力会下降约15%。



而根据瑞士的研究数据,以0.25%的年衰减率计算,25年后其发电能力仅下降约6%。这表明这些光伏板的老化速度比预期慢得多。




图说:光伏组件衰减对比



与以往研究相比,这项研究的价值在于拥有长期的真实数据。此前,多数关于光伏寿命的判断主要依赖加速老化测试,即在实验室模拟高温、高湿和强光环境以缩短测试周期。而瑞士团队认为,数十年的真实运行数据能让这些理论假设更贴近实际。



从研究结果来看,早期实验室测试的光伏板比长期真实场景中的衰减更快。例如,美国国家可再生能源实验室2015年发表的一篇关于运行20年的硅系统的论文显示,其性能每年衰减约0.8%。



但研究人员也指出,并非所有光伏板的使用寿命都能超过30年,气候、安装方式和制造工艺都会影响最终结果。



在这项研究中,温度被证实是关键因素。报告指出,低海拔地区的系统面临更高的热应力,组件温度比高海拔地区高出约20摄氏度,而温度较高的组件往往老化更快。



除环境因素外,材料本身也至关重要。研究团队深入分析了组件的“物料清单”,即构成光伏板的各种材料。这就像外观相似的两双运动鞋,耐用程度取决于胶水、缝线和橡胶的质量。在本研究中,即使是同一系列的光伏组件,材料质量也存在明显差异。



还有一些更具体的老化方式。比如,封装层——保护和固定电池片的透明塑料材料,在高温环境下更易分解,并产生化学副产物,这些副产物会随时间推移导致腐蚀。



研究人员特别强调,该结果最能反映温带和高山中欧地区气候条件下的光伏板情况,并非适用于全球所有环境。



实际上,在实际应用中,很多光伏板还没等到寿命延长就已被提前淘汰。有人表示,从经济角度看,几十年后更换新光伏板更划算。更高的效率能抵消新的安装成本,还能产生更多电力。假设使用40年,每10 - 15年更换一次,最终会比一次性安装后不再更换更省钱。



这与光伏技术的迭代速度有关。以光伏组件中最重要的硅片为例,多年来已历经多轮更新。



以我国为例,2016年国内光伏市场还是多晶硅片的天下,仅两年后,市场就被性价比更高的单晶硅片取代。可以说,光伏板的老型号还没充分发挥作用,就被新型号淘汰了。



由于光伏迭代速度快,国家有意推动企业开展“以旧换新”,淘汰一批效益低下的老旧光伏板。今年国家发布的《关于促进光伏组件综合利用的指导意见》中,明确要求加快研究制定光伏组件报废评价技术标准,鼓励利用无人机电致发光成像检测、人工智能在线监测等手段进行科学判定。这意味着一些大型老旧电站的退役可能会加速。



有研究测算,2025年退役组件规模将达到20万吨左右,到2030年这一数字将突破150万吨。



对于电力行业企业而言,用高效组件置换老旧组件,不仅能提高单位面积产出,还能通过合规回收渠道获得收益。



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[1]https://www.ecoticias.com/en/goodbye-to-the-idea-that-solar-panels-die-after-25-years-a-new-study-says-the-warranty-does-not-mark-the-end-and-real-world-performance-can-last-for-decades/26007/#google_vignette



[2]马哥能源频道:刚刚!六部门发文:光伏千亿级赛道新玩法


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