Блог

Jun 26, 2023

Оценка деградации и энергоэффективности моно

Scientific Reports, том 13, номер статьи: 13066 (2023) Ссылаться на эту статью 368 Доступов 1 Подробности Altmetric Metrics Деградация снижает возможности производства солнечной фотоэлектрической (PV) энергии в течение более чем

Том 13 научных отчетов, номер статьи: 13066 (2023) Цитировать эту статью

368 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Деградация со временем снижает возможности производства солнечной фотоэлектрической энергии (PV). Исследования деградации фотоэлектрических модулей обычно основаны на трудоемких и трудоемких ускоренных или полевых экспериментах. Понимание режимов и методологий деградации имеет решающее значение для сертификации срока службы фотоэлектрических модулей в 25 лет. На скорость деградации фотоэлектрических модулей влияют как технологические, так и экологические условия. В этой статье исследуется деградация 24 монокристаллических кремниевых фотоэлектрических модулей, установленных на крыше египетского научно-исследовательского института электроники (ERI), после 25 лет эксплуатации на открытом воздухе. Скорость деградации определялась с использованием коэффициента производительности модуля, температурных потерь и выхода энергии. Визуальный осмотр, измерение вольт-амперных характеристик и скорость деградации были рассчитаны в рамках процесса оценки фотоэлектрических параметров. Результаты показывают, что максимальная мощность модулей (\({P}_{max}\)) со временем снизилась в среднем на 23,3%. Скорость деградации тока короткого замыкания (\({I}_{sc}\)) и максимального тока (\({I}_{m}\)) составляет 12,16% и 7,2% соответственно. Скорость деградации напряжения холостого хода (\({V}_{oc}\)), максимального напряжения (\({V}_{m}\)) и коэффициента заполнения (\(FF\)) составляет 2,28%. , 12,16% и 15,3% соответственно. Общий коэффициент производительности, полученный для фотоэлектрической системы, составляет 85,9%. После длительного времени работы на открытом воздухе пять параметров модели с одним диодом используются для идентификации параметров каждого модуля с целью изучения влияния старения на производительность фотоэлектрического модуля.

Энергетический вопрос продолжает иметь решающее значение для социального и экономического развития общества1. Экологические проблемы возникают из-за использования невозобновляемых источников топлива, особенно с учетом роста стоимости нефти и негативного воздействия сжигания ископаемого топлива на окружающую среду. Различные возобновляемые источники энергии сегодня обеспечивают достаточную гибкость и надежность широкого спектра технологий, чтобы минимизировать дефицит энергии в результате растущего спроса1,2. Сегодня солнечная энергия занимает значительную позицию на рынке возобновляемых источников энергии. Солнечная энергия используется как в коммерческих, так и в жилых целях2. Его преимущества включают в себя бесконечность, отсутствие загрязнения, изобилие, бесшумность, отсутствие вращающихся частей и способность эффективно преобразовывать электричество независимо от размера. Хотя срок службы фотоэлектрических модулей обычно составляет около 25 лет, несколько факторов могут повлиять на их производительность с течением времени2,3,4,5,6. Поскольку фотоэлектрическая установка происходит на открытом воздухе, она подвергается воздействию таких факторов окружающей среды, как солнечное излучение, температура, влажность и физическое напряжение, которые с течением времени оказывают значительное влияние на ее производительность7,8,9. Старение/деградация модуля является одним из ключевых факторов, влияющих на снижение мощности источника питания модуля10.

Существует несколько типов деградации, которые могут повлиять на фотоэлектрические модули. К ним относятся: Потенциально-индуцированная деградация (ПИД): этот тип деградации часто вызывается разностью потенциалов между системой заземления и проводящими частями модулей, что приводит к току утечки, который может со временем повредить модуль8,11,12 . Второй тип — это светоиндуцированная деградация в результате воздействия света, который вызывает деградацию фотоэлектрических модулей. В этом типе ультрафиолетовый (УФ) свет, в частности, может разрушить герметизирующие материалы и вызвать изменение цвета фотоэлементов, что снижает эффективность. Это также известно как фотодеградация4,5,8. Другим типом является деградация под воздействием факторов окружающей среды8,10. Основными факторами окружающей среды, вызывающими деградацию фотоэлектрических модулей, являются температура, солнечный свет, дождь, ветер, влажность, механическое напряжение и накопление грязи/песка, которые вызывают физическое повреждение компонентов модуля. приводящие к деградации. Эти факторы часто взаимодействуют и объединяются, снижая эффективность и долговечность солнечных панелей в течение их срока службы. Правильная герметизация, установка и обслуживание модуля могут помочь смягчить некоторые из этих последствий ухудшения состояния окружающей среды.