Pionierzy w dziedzinie fotowoltaiki. Jak zachowują się systemy fotowoltaiczne po 20-latach pracy?
Wraz z programem „ 1.000 Dachów” (1.000- Dacher) rozpoczęła się na początku lat 90-tych historia sukcesu fotowoltaiki. Jak zachowują się systemy solarne, po 20 latach używania? To ciekawe zagadnienie zostało przebadane przez docenta Uniwersytetu w Chemnitz na zlecenie Saksońskiej Agencji Energetycznej (Sanea)
Pierwsi inwestorzy w energetykę słoneczną.
Reinhard Ebbecke jest mistrzem młynarskim w miejscowości Mockrehna, położonym 30 kilometrów na wschód od Lipska. Posiada on przepiękny drewniany młyn z 18. wieku. Krótko po przełomie przed ponad 20 laty Ebbecka odwiedził znajomy. Zaproponował mu, żeby za pomocą młyna nie tylko mleć zboże lecz również wytwarzać prąd. „Dość szybko uświadomiliśmy sobie, że technicznie nie da rady. Ale podsunął mi inny pomysł: jeśli nie da rady wiatrem, to dlaczego by nie wytwarzać energii słońcem?”, wspomina Ebbecke
Mistrz młynarstwa, dziś już dawno na emeryturze, zasięgnął informacji u Niemieckiego Stowarzyszenia Energii Słonecznej (DGS) i przyniósł oferty urządzeń fotowoltaicznych. Były one dla niego jednakże zbyt drogie. W przeliczeniu trzeba było wtedy przeciętnie zapłacić ponad 12.500 Euro za KWp w systemie solarnym (od red.: obecnie jest to ok. 1200 Euro za tą samą moc). Za dużo dla Ebbecke, który właśnie dopiero co zainwestował w wyposażenie swojego młyna, ale wtedy pojawił się program „1.000- Dacher” Instytutu Ministerstwa Nauki i badań, wraz z którym państwo dofinansowało 70% kosztów budowy mikroinstalacji. Ebbecke starał się o dotacje i ją otrzymał, dzięki tym środkom mógł on w 1992 r. na swoim domu zainstalować obok młyna 5-kilowatowy system fotowoltaiczny. „był to wtedy przez długi okres największy kolektor w całej Saksonii, wyjaśnia Ebbecke. Moduły pochodziły od Siemensa, a inwerter z koncepcji solarnej.
20 letnie panele fotowoltaiczne
Wydawać by się mogło, że 20 letni panel fotowoltaiczny nadaje się tylko do muzeum techniki, nic bardziej mylnego. Starczego wieku po nich nie widać i dostarcza prawie dokładnie tyle samo prądu co w swoich młodzieńczych latach. Od 2005 roku uzysk wynosił za niewielkimi wyjątkami zawsze między 800 a 900 kWh, porównując z przeciętną wydajnością 870 kWh w całym jego użyciu. „Instalacja fotowoltaiczna ma się świetnie niegdyś i dziś”, cieszy się Ebbecke . Również optycznie wygląda jak dawniej, „moduły nie zmieniły się, nie ma żadnych wypłowiałości. To urządzenie wygląda jak w swoim pierwszym dniu”, mówi Saksończyk. Tylko inwerter musiał być raz wymieniony, ponieważ kondensatory się przepaliły.
Zdjęcie 1. Panel po 20 latach użytkowania.
Minimalne straty wydajności.
Czy mistrz młynarstwa miał po prostu tylko szczęście? czy również inne urządzenia, które zostały zainstalowane przy wdrożeniu programu ”1.000- Dacher” na początku lat 90-tych, okażą się tak mocne? Kwestię tą zbadał doradca energetyczny, docent na Uniwersytecie Chemnitz , Profesor Udo Rindelhardt na zlecenie Saksońskiej Agencji Energetycznej (Sanea). Profesor Rindelhardt, zbadał 102 systemy fotowoltaiczne zainstalowane w Saksonii.
Zaskakujacy a zarazem przewidywalny był wynik badań: po 20 latach prawie wszystkie urządzenia straciły bardzo niewiele na wydajności. Dotyczy to w szczególności systemów z modułami Siemensa, BP Solar oraz Newtec. „Ich wydajność pozostała stabilna i nie należy również oczekiwać, że wkrótce się pomniejszy”, mówi Rindelhardt. Z grubsza mierząc straty wydajności panelu szacuje się na ok. 5 do 10 procent, przyjmując, że że średni współczynnik nasłonecznienia wzrósł w ciągu ostatniej dekady to ich osiągi wzrosły. Trochę gorzej wypadają systemy z modułami Helios, Photowatt czy Nukem. Tutaj poniesione straty wynoszą od 2005 roku aż do 20 procent. „Przy tych modułach zapowiada się powoli ich koniec. Ale pięć lat jeszcze z pewnością wytrwają”, sądzi Rindelhardt.
Rozpad pojedynczych modułów nie został nigdy odnotowany, tylko w nielicznych przypadkach były wymieniane całe panele. Jeden wyjątek odnotowano przy module firmy DASA, gdzie wystąpił po około 5 latach seryjny błąd przy łączniku komórek. Natomiast wszystkie elementy tej instalacji zostały bezpłatnie wymienione. To oznacza, że nie można brać tych systemów pod uwagę w tym badaniu.
„Wykonane badania pokazują, że krystaliczna fotowoltaika jest długowieczna”, podsumowuje Martin Reiner z Sanea. Po 20 latach panele uzyskują ciągle jeszcze 80 do 90 procent swojej pierwotnej wydajności.”
Inwertery (przetwornice napięcia) nadal działają.
Również wiele inwerterów zainstalowanych 20 lat temu - okazało się być nadzwyczaj trwałymi. W więcej niż połowie wszystkich badanych systemach fotowoltaicznych początkowo zainstalowany inwerter wciąż jest na służbie. 80-cio procentowy zwrot produktów Simensa to dużo, dla SMA jest to 53%. Problem pojawił się w początkowych latach użytkowania, uszkodzenia inwerterów powodowała słaba jakość sieci niskiego napięcia w Saksonii. Uderzenia piorunów również miały wpływ na sieć. Rindelhardt wyciąga w każdym bądź razie pozytywny rezultat: „Analiza pokazuje, że inwertery mogą przeżyć 20 lat”.
Zdjęcia 2.Przetestowane falowniki z ASP (z lewej) i UFE ( z prawej) przez 20 lat nie musiały być wymieniane i nadal pracują .
Herbert Schanzer miał trochę inne doświadczenia ze swoim inwerterem, który zamotnował w 1992r. do instalacji o mocy 2.1 kWp. Inwerter SMA był wielokrotnie naprawiany i w końcu został w 2001 r wymieniony. Niemniej inwestor jest bardzo zadowolony ze swojej instalacji, która po 20-latach ciągle jest wydajna. „Spadek wydajności opiewa na mniej niż 10 procent”, wyjaśnia Schanzer. Z modułami nie miał on jeszcze kompletnie żadnych problemów (za wyjątkiem panelu, który się złamał gdy instalator chodził po dachy).“ Instalacja kosztowała go 24 000 Euro, ze swoich środków wyłożył 8000 Euro a reszta została pokryta przez Program “1.000-Dacher”. Inwestycja była na tyle opłacalna, że w raz ze zmianą Ustawy o Odnawialnych Źródłach Energii dwukrotnie ją powiększał, początkowo do 4.5kWp a następnie do 10 kWp.
Zdjęcie 3.Tak jak 20 lat temu- wnętrze falownika UFE
Ważną cechą dla Herberta Schanzera był fakt jej bezobsługowości, “zimą, od czasu do czasu odgarnąłem śnieg i na tym kończyła się moja praca.” Nie jest w tym spostrzeżeniu jedyny, ⅘ badanych osób przyznało, że nigdy lub bardzo rzadko doglądali instalacji. To przemawia za niezawodnością komponentów systemowych, twierdzi autor analizy.
A jaki wniosek wysuwa badanie obecnie zainstalowanych systemów? Czy będą one również w latach 30-tych tego wieku nadal produkować prąd w dużych ilościach? Rindelhardt ostrzega przed tym, żeby wyników przeprowadzonej analizy nie przenosić jeden do jednego, dlatego, że przez ten czas technologia zmieniła się diametralnie.
A co z gwarancją?
Długoletnie gwarancje są trudne do zrealizowania, podstawowa rzecz to dynamiczny rozwój technologii a druga kwestia to w wielu przypadkach część producentów producentów dostarczających części na rzecz programu 1000 Dachów, nie kontynuuje już swojej działalności.
Reinhardowi Ebbecke jest to obojętne, ponieważ jego instalacja wciąż działa, a od dłuższego czasu jest rozchwytywanym ekspertem Fotowoltaiki służąc sąsiadom radą i czynem. Przed 20 laty sceptycyzm był ogromny: „Gdy opowiadałem o moich planach fotowoltaicznych, znajomi i przyjaciele powiedzieli: Pleciesz bzdury!”, wspomina. „Nawet elektryk, który wtedy pomagał przy instalacji, nazwał mnie szaleńcem. I proszę zgadnąć na czym on robi dzisiaj pieniądze? Prowadzi razem ze swoim synem firmę, która sprzedaje systemy fotowoltaiczne!”
Zdjecie 4.Po 20-latach instalacja straciła tylko nieznacznie na swojej wydajności.
Program 1000 dachów
Był awangardą: między 1990, a 1994 w Niemczech zainstalowano prawie 2000 systemów fotowoltaicznych z publicznych środków. Celem programu finansowanego przez Ministerstwo Edukacji i Badań, było zebranie informacji na temat planów, konstrukcji i użytkowania tych instalacji, w przypadku domów jednorodzinnych i bliźniaków. Zainteresowanie tym programem było ogromne. Ponad 60 000 właścicieli nieruchomości skontaktowało się z Ministerstwem w sprawie tego programu i blisko 4 000 z nich zgłosiło wniosek o dofinansowanie. Mniej więcej połowa z nich została przyjęta.
Średnia moc zamontowanych instalacji wynosiła 2,64 kWp, a ich koszt to ok. 12 500€ za 1 kWp. Około połowa, spośród instalacji biorących udział w programie "1000 Dachów", była zbudowana z modułów Siemens’a, kolejna 1/3 paneli była z DASA. Trzecie miejsce zajęły panele firmy BP Solar, które stanowiły 11%. Jeśli chodzi o inwertery to 1/3 została dostarczona przez SMA, 22% przez Solar Konzept i 19% przez Siemens.
FORMULARZ
Żródło:
http://www.pv-magazine.de/
Kategorie: 01 / 2013, Forschung & Entwicklung Ralph Diermann
“Senioren unter Strom”
