панель навигации
  • 8 800 101-92-72 единый контакт-центр
  • Главная
  • Контакты
  • En
  • 中文
ФГБУ «Институт стандартизации»
Подписка
Подписка




Все новости и публикации в области технического регулирования и стандартизации доступны при подписке на:
Чтобы отказаться от подписки перейдите по ссылке
Знак НСС Версия для слабовидящих
панель навигации
О нас
  • О нас

    • Миссия, видение, ценности
    • Новости
    • История
    • Руководство
    • Уставные документы
    • Структура
    • Противодействие коррупции
    • Информационно-справочные материалы
    • Работа в ФГБУ «Институт стандартизации»
    • Полезные ссылки
    • Охрана труда
    • Политика обработки персональных данных
  • Основные задачи

    • Официальное опубликование, издание и распространение документов по стандартизации
    • Федеральный информационный фонд стандартов
    • Федеральный информационный фонд технических регламентов и стандартов
    • Общероссийские классификаторы. Код организации-разработчика конструкторской документации
    • Взаимодействие с международными, региональными и национальными организациями по стандартизации
    • Стандартизация оборонной продукции
  • Направления деятельности

    • Разработка и сопровождение автоматизированных информационных систем
    • Редактирование и нормоконтроль проектов стандартов и иных нормативных документов в области стандартизации
    • Научная и образовательная деятельность
    • Автоматизированный банк данных «Продукция России»
    • Закупочная деятельность
    • Прейскурант
    • Национальная система сертификации
    • Подтверждение соответствия
    • Центр коллективного пользования «Экосистема стандартизации»
Ресурсы
  • Нормативное и правовое обеспечение

    • Правовые акты, определяющие деятельность организации
    • Типовые формы приказов национальной системы стандартизации
    • Основополагающие документы национальной и межгосударственной систем стандартизации
    • Разъяснения по вопросам распространения документов по стандартизации
  • Информационно-издательская продукция

    • Технические регламенты РФ
    • Нормативные документы национальный системы стандартизации
    • Стандарты Республики Беларусь
    • Стандарты Республики Казахстан
    • Международные стандарты
    • Национальные стандарты зарубежных стран
    • Нормативные и технические документы
    • Информационная продукция
    • Терминологические словари
    • Реестр добровольной регистрации стандартов организации
    • Указатели, сборники и каталоги стандартов
    • Издательская продукция
    • Журналы
  • Информационные центры

    • Российский информационный центр по стандартизации, сертификации и преодолению технических барьеров в торговле - РИЦ ВТО (ТБТ/СФС)
    • Официальный российский информационно-аналитический портал «Стандартизация в Китае»
Услуги
  • Техническое регулирование и стандартизация

    • Предоставление документов по стандартизации
    • Проведение терминологической экспертизы стандартов
    • Выполнение переводов национальных и международных стандартов
    • Абонементное обслуживание
    • Экспертные заключения
  • Классификация и каталогизация

    • Общероссийские классификаторы технико-экономической и социальной информации
    • Назначение четырехзначных буквенных кодов организациям-разработчикам конструкторских документов
    • Регистрация каталожных листов продукции
  • Оценка соответствия

    • Испытания
    • Сертификация и декларирование продукции
    • Сертификация (аттестация) персонала
Обучение
  • Обучение

    • График научно-практических семинаров 2025
    • Приказ №188 от 21.11.2024 об утверждении календарного графика
    • График научно-практических семинаров 2024
    • Приказ №102 от 05.07.2024 об утверждении календарного графика
    • Контакты по вопросам образовательных мероприятий
    • Аспирантура
    • Научная и образовательная деятельность
Заключения
  • Экспертные заключения

    • Выдача заключений ФГБУ «Институт стандартизации»
    • Оформление заключения для таможенных органов
    • Оформление заключения для контрольно-надзорных органов
    • Прейскурант
    Сертификация и испытания
      Пресс-центр
      • Пресс-центр

        • Пресс-служба
        • Информационная картина в области стандартизации
        • Дайджест по стандартизации и техническому регулированию
        • СМИ о стандартизации
        • Заявка на подписку
      Контакты
        Обратная связь

          Оценка долговечности крышной солнечной электростанции через стандарты МЭК

          13.10.2021

          Источник: Новотест

          Как долго служат солнечные панели, размещаемые на крышах жилых домов? На срок эксплуатации типичной крышной солнечной электростанции (СЭС) влияет множество факторов, включая, среди прочего, климатические условия, тип электрогенерирующего модуля и используемой монтажной системы.

          Инженеры профильного издания PV-Magazine провели комплексное исследование вопроса, опираясь на результаты работы коллег из иных организаций и добровольные стандарты Международной электротехнической комиссии (International Electrical Commission; IEC; МЭК), чтобы помочь заинтересованным сторонам принять предельно обоснованное решение касаемо целесообразности развертывания собственной крышной СЭС.

          Проблемы деградации

          По данным Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США (National Renewable Energy Laboratory; NREL), потеря солнечными панелями эффективности с течением времени, называемая деградацией, обычно находится на уровне около 0,5% в год. Учитывая данную интенсивность деградации, панель 20-летнего возраста способна выдавать около 90% от первоначального КПД. Производители генерирующего оборудования обычно заявляют, что при эксплуатации в течение 25+ лет износ достигает достаточно высокого уровня, чтобы задуматься о замене панели. Качество панели способно оказать определенное влияние на скорость деградации.

          Инженеры NREL отмечают, что производители электрогенерирующих систем премиум-класса вроде Panasonic и LG предлагают клиентам показатель годовой деградации на уровне около 0,3%. Панели некоторых малоизвестных брендов, напротив, деградируют с интенсивностью до 0,8% в год. По прошествии 25-летнего периода эксплуатации премиальные солнечные панели сохраняют способность выдавать 93% от первоначального КПД. Панели малоизвестных брендов с более высокой степенью деградации будут выдавать уже 82,5%. Значительная часть потери КПД, происходящей в ходе продолжительного использования солнечных панелей по прямому назначению, связана с явлением, называемым потенциальной индуцированной деградацией (Potential Induced Degradation; PID).

          С данной проблемой сталкиваются некоторые, но далеко не все панели. Феномен PID возникает, когда потенциал напряжения панели и ток утечки стимулируют подвижность ионов внутри модуля: между полупроводниковым материалом и иными элементами солнечной панели, включая стекло, опору и раму. Подобные процессы приводят к снижению выходной мощности модуля. В некоторых случаях просадка мощности оказывается значительной.

          Ряд производителей создает панели из устойчивых к PID материалов, оптимизируя соответствующим образом стекла, изоляционные материалы и диффузионные барьеры. Все панели дополнительно страдают от так называемой световой деградации (Light Induced Degradation; LID), теряя эффективность в первые часы пребывания на солнце. Согласно данным испытательной лаборатории PVEL (PV Evolution Labs), уровень негативного воздействия LID варьируется от панели к панели в зависимости от качества пластин кристаллического кремния, но обычно приводит к единовременной потере эффективности в диапазоне от 1% до 3%.

          Погодные условия

          Воздействие погодных условий является основным драйвером деградации панелей. Тепло выступает ключевым фактором, влекущим как временное проседание эффективности панели в определенный момент, так и сокращение КПД в долгосрочной перспективе.

          Согласно данным NREL, окружающая температура отрицательно влияет на эффективность электрических компонентов. Подобно остальной электронике и электрооборудованию, солнечные панели функционируют за счет электрических процессов, которые подвластны законам термодинамики.

          Согласно данным законам, с повышением уровня тепла рабочей среды выходная мощность снижается. При повышении температуры окружающей среды в солнечной панели формируется внутреннее сопротивление, снижающее КПД: происходит нарастание потока электронов внутри модуля, вызывающее увеличение силы тока и проседание напряжения. Причем уровень спада напряжения оказывается более значительным относительно увеличения силы тока, ввиду чего общая мощность (равна произведению напряжения и силы тока) снижается.

          Тепловое воздействие дополнительно вызывает деградацию панелей за счет процесса, называемого термоциклированием. При установлении теплой погоды, материалы расширяются, а когда температура понижается, - сжимаются. Подобные деформации с течением времени медленно приводят к образованию микротрещин на солнечной панели, что снижает эффективность.

          Проводя тематическое ежегодное исследование Module Score Card, эксперты PVEL проанализировали 36 действующих солнечных электростанций в Индии и обнаружили значительное негативное влияние теплового воздействия. Среднегодовая деградация в целом по выборке составила 1,47%. При этом СЭС, расположенные в более холодных горных регионах, деградировали почти вдвое медленнее: КПД в их случае снижался на 0,7% ежегодно.

          Корректный монтаж помогает решить проблемы, связанные с нагревом. Панели следует устанавливать на несколько сантиметров выше поверхности крыши, чтобы потоки воздуха проходили под ними, охлаждая оборудование. Эксперты рекомендуют использовать при изготовлении панелей светлые материалы, чтобы ограничить поглощение тепла. А критически важные компоненты вроде инверторов и функциональных блоков объединения, характеризующихся особенно высокой чувствительностью к нагреванию, следует размещать в затемненных местах.

          Ветер - еще одно погодное условие, способное нанести ущерб солнечным батареям. Сильный ветер может вызвать изгиб панелей. Данный эффект называется динамической деформацией под воздействием механической нагрузки. Подобный процесс также вызывает появление микротрещин в панелях, снижая эффективность.

          Некоторые решения для монтажа панелей оптимизированы с учетом особенностей районов, характеризующихся сильными ветрами, защищая электрогенерирующее оборудование от значительных подъемных сил и ограничивая образование микротрещин. Обычно в техническом паспорте изделия производителем указывается максимальная сила ветра, которую солнечная панель способна выдерживать.

          Аналогичная картина наблюдается в случае снега, способного покрывать панели, ограничивая эффективность поглощения фотонов. Снег дополнительно вызывает динамическую деформацию под воздействием механической нагрузки, разрушающую панели. Обычно снег соскальзывает с панелей, поскольку модули скользкие и теплые, но в некоторых случаях домовладельцам приходится чистить панели от снега самостоятельно.

          Подобную процедуру надлежит выполнять предельно осторожно, поскольку царапины на стеклянной поверхности панели способны отрицательно повлиять на состояние устройства. Деградация – неизбежная составляющая эксплуатации солнечной панели.

          Правильная установка, а также тщательная очистка от снега и пятен могут помочь с поддержанием максимально возможной эффективности. Важно помнить, что солнечная панель – система без движущихся частей, требующая незначительного обслуживания.

          Устанавливая стандарты

          Чтобы гарантировать длительный срок службы конкретной панели с сохранением желаемого уровня эффективности, устройство проходит стандартные испытания для сертификации. В частности, солнечные батареи проходят испытания с использованием стандартов Международной электротехнической комиссии, применимых как к моно-, так и к поликристаллическим панелям.

          Например, в ход идет серия стандартов МЭК 61215, включающая следующие документы:

          МЭК 61215-1: 2021 "Наземные фотоэлектрические модули - Аттестация конструкции и утверждение типа - Часть 1: Требования к испытаниям";

          МЭК 61215-1-1: 2021 "Наземные фотоэлектрические модули - Аттестация конструкции и утверждение типа - Часть 1-1: Особые требования к испытаниям фотоэлектрических модулей на основе кристаллического кремния";

          МЭК 61215-1-2: 2021 "Наземные фотоэлектрические модули - Аттестация конструкции и утверждение типа - Часть 1-2: Особые требования к испытаниям фотоэлектрических модулей на основе тонкопленочного теллурида кадмия (CdTe)"; 

          МЭК 61215-1-3: 2021 "Наземные фотоэлектрические модули - Аттестация конструкции и утверждение типа - Часть 1-3: Особые требования к испытаниям фотоэлектрических модулей на основе тонкопленочного аморфного кремния";

          МЭК 61215-1-4: 2021 "Наземные фотоэлектрические модули - Аттестация конструкции и утверждение типа - Часть 1-4: Особые требования к испытаниям тонкопленочных фотоэлектрических модулей на основе соединения Cu(In,Ga)(S,Se)2 ";

          МЭК 61215-2: 2021 "Наземные фотоэлектрические модули - Аттестация конструкции и утверждение типа - Часть 2: Процедуры испытаний".

          Панели, соответствующие стандартам МЭК 61215, проходят испытания, касающиеся оценки электрических характеристик: токи утечки во влажном состоянии, сопротивление изоляции, а также показатели эффективности панели в стандартных условиях, включая максимальную выходную мощность.

          Панели дополнительно проходят испытания на механическую нагрузку (ветер, снег) и климатические испытания, позволяющие определить стойкость к воздействию ультрафиолета, замораживанию влаги, влажному теплому климату, ударам града и иным воздействиям, возникающим при эксплуатации на открытом воздухе.

          Также на корпусах панели часто встречается маркировка Underwriters Laboratories (UL), отражающая соответствие стандартам одноименной организации и успешное прохождение соответствующих испытаний на безопасность.

          Показатели отказов

          Выход из строя солнечной панели происходит редко. Эксперты NREL провели исследование более 50 тыс. систем, установленных в Соединенных Штатах Америки и 4.5 тыс. систем, эксплуатируемых по всему миру, в период с 2000 по 2015 гг. Исследование показало: среднегодовая частота отказов находится на уровне 5 панелей из 10 тыс.

          С течением времени количество отказов панелей заметно сократилось. В ходе исследования обнаружилось, что системы, установленные в период с 1980 по 2000 гг., показывали вдвое более высокую частоту отказов относительно устройств, установленных после 2000 года.

          Простои крышных СЭС редко связаны с отказом панели. Исследование, проведенное компанией kWh Analytics, показало: 80% простоев солнечных электростанций является результатом выхода из строя инвертора - устройства, преобразующего постоянный ток в переменный. Максимизировать надежность и эффективность панелей помогают релевантные стандарты, включая документы МЭК.

           

          Вернуться к списку новостей
          • О нас
            • Миссия, видение, ценности
            • Новости
            • История
            • Руководство
            • Уставные документы
            • Структура
            • Противодействие коррупции
            • Информационно-справочные материалы
            • Работа в ФГБУ «Российский институт стандартизации»
            • Полезные ссылки
            • Охрана труда
          • Основные задачи
          • Направления деятельности
          нижний колонтитул
          Включение сведений в единый реестр зарегистрированных систем добровольной сертификации
          Предоставление сведений из единого реестра зарегистрированных систем добровольной сертификации
          Получение сведений, содержащихся в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений
          Получение информации о соблюдении требований технических регламентов
          Представлений пользователям информации по документам федерального фонда и их копий
          Отнесение технического средства к средствам измерений
          Двойные стандарты? Нарушено единство измерений?
          Расскажите нам о проблемах
          Госуслуги
          Госуслуги
          Решаем вместе
          Росстандарт
          • 8 800 101 92 72
            Единый контакт-центр
          • vk

           

          © ФГБУ «Институт стандартизации», 2025

          ФГБУ «Институт стандартизации» обрабатывает cookies исключительно с целью персонализации сервисов, и для повышения удобства пользования сайтом. Собранная информация третьим лицам не передается. Вы можете запретить обработку cookies в настройках Вашего браузера. Используя информационные ресурсы ФГБУ “Институт стандартизации” в сети Интернет, Вы соглашаетесь с использованием файлов cookies и политикой обработки персональных данных. Чтобы ознакомиться с политикой обработки персональных данных и об использовании файлов cookie, нажмите здесь.