Najstarsza instalacja fotowoltaiczna w Europie. Jak działa po 35 latach?
Najstarszy system fotowoltaiczny, który podłączono do sieci w Europie, działa od 1982 roku w Szwajcarii. Wchodzące w jego skład moduły są co jakiś czas badane pod kątem powstałych uszkodzeń i osiąganych uzysków energii. Jak wyglądała ich wydajność po 35 latach eksploatacji?
Rok 1982 w rozwoju technologii fotowoltaicznej może wydawać się prehistorią. Właśnie wtedy uruchomiono w Lugano w Szwajcarii pierwszy w Europie, on-gridowy system fotowoltaiczny.
Instalacja zbudowana przez naukowców ze szwajcarskiego instytutu SUPSI (Scuola Universitaria Professionale della Svizzera Italiana) miała moc 10 kW i bazowała na zupełnie archaicznych, jak na obecne warunki, komponentach.
Instalacja składała się pierwotnie z 288 krystalicznych modułów marki Arco Solar, o jednostkowej mocy zmierzonej w warunkach STC rzędu niemal 37 W, o łącznej mocy 10,656 kWp.
W 1992 roku, po wymianie falownika z urządzenia marki Abacus o mocy 10 kW, na falownik marki Ecopower o mocy 15 kW, zredukowano liczbę modułów do 252, a całkowita moc instalacji zmniejszyła się do 9,324 kWp.
W badaniu wykonanym przez naukowców ze szwajcarskiego instytutu SUPSI po 20 latach użytkowania instalacji stwierdzono wady w postaci pewnego stopnia delaminacji w przypadku 92 proc. modułów – o 15 proc. więcej w stosunku do badania wykonanego cztery lata wcześniej. Istotną delaminację, wpływającą na działanie modułu, stwierdzono w przypadku 27 proc. modułów.
Wykazano jednocześnie, że zaobserwowana delaminacja modułów nie miała istotnego wpływu na zmniejszenie uzysków energii. Jak czytamy w pracy podsumowującej badanie, „zły wygląd modułów nie musi oznaczać jednocześnie ich złego działania”.
Fot. SUPSI / TISO 35+
Inne stwierdzone po 20 latach wady to m.in. pęknięcia ogniw, które zaobserwowano w przypadku 15 proc. modułów. Tutaj jednak także nie odnotowano pogorszenia się parametrów jeśli chodzi o uzysk energii.
W analizie działania modułów po 20 latach czytamy, że główną przyczyną pogorszenia ich wydajności były tzw. hot-spoty – jak w przypadku modułu z najniższą stwierdzoną mocą (26,2 W), o 29 proc. niższą od początkowej,
W sumie po 20 latach eksploatacji w przypadku 59 proc. modułów stwierdzono degradację mniejszą niż 10 proc. w stosunku do początkowej nominalnej mocy, w przypadku 35 proc. modułów degradacja wyniosła 10-20 proc., a tylko w przypadku 6 proc. nominalna moc modułów spadła poniżej 80 proc. początkowej mocy nominalnej, czyli poniżej wydajności obecnie gwarantowanej z reguły przez producentów modułów po 25 latach eksploatacji.
Fot. SUPSI / TISO 35+
Autorzy badania wykonanego w roku 2003 stwierdzili, że moduły będą pracować w efektywny sposób jeszcze przez kolejne 10-15 lat.
W wyniku późniejszych badań okazało się jednak, że notowana wcześniej liniowa degradacja po pewnym okresie eksploatacji, po około 30 latach, może przechodzić w szybszą degradację, nie mającą już liniowego charakteru.
Ostatnie badanie wydajności modułów wchodzących w skład najstarszej, on-gridowej instalacji fotowoltaicznej w Europie naukowcy z instytutu SUPSI przeprowadzili w roku 2017.
W przypadku 58 proc. modułów stwierdzono moc wynoszącą więcej niż 80 proc. mocy początkowej.
Po 35 latach obecne kryteria gwarancji (uwzględniające spadek mocy nominalnej o maksymalnie 20 proc. początkowej mocy) zachowało około 60 proc. modułów lub 70 proc. w przypadku przyjęcia odchylenia +/- 3 proc.
Zaobserwowano przy tym różne efekty w przypadku grup modułów, w których wykorzystano trzy rodzaje folii PVB od różnych dostawców.
W przypadku modułów z pierwszym rodzajem folii PVB stwierdzono średnią degradację wynoszącą zaledwie 0,2 proc./rok, co oznacza, że moduły z tej grupy po 35 latach zachowały przeciętnie 93 proc. mocy początkowej.
Średnia dla wszystkich modułów, w których wykorzystano folię PVB od drugiego dostawcy, wyniosła 76 proc. początkowej mocy, przy czym w przypadku „lepszej” połowy średnia wyniosła 78,3 proc., co oznaczało przeciętną degradację na poziomie 0,62 proc./rok.
Natomiast moduły, w których wykorzystano folię PVB najgorszej jakości, od trzeciego dostawcy, określono jako bezużyteczne.
Fot. SUPSI / TISO 35+
Szwajcarskie stowarzyszenie energetyki słonecznej Swissolar podkreśla, że wysoką wydajnością charakteryzują się również inne, najstarsze i nadal pracujące instalacje PV, uruchomione w Szwajcarii na przełomie lat 80. i 90. XX wieku – w tym system o mocy 100 kW uruchomiony w 1989 r. wzdłuż drogi A13 w Felsberger i spełniający funkcję ekranu akustycznego, a także instalacja umieszczona w 1993 roku na fasadzie budynku w Jungfraujoch.
Z kolei w przypadku uruchomionej w Szwajcarii w 1993 roku instalacji o mocy 560 kW, która była wówczas największą elektrownią PV w Europie i w której wykorzystano moduły dostarczone przez Siemensa, stwierdzono średnią degradację wynoszącą 0,69 proc.
Ta instalacja kosztowała aż 8,4 mln franków szwajcarskich, czyli 33,2 mln zł licząc po obecnym kursie CHF-PLN, z czego 44 proc. kosztu stanowiły moduły fotowoltaiczne.
Redakcja Gramwzielone.pl
redakcja@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.
