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用于長期評估的光伏模塊安裝在阿爾伯克基的桑迪亞光伏系統(tǒng)評估實驗室。來源：克雷格弗里茨

由桑迪亞光伏研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一個團(tuán)隊已經(jīng)完成了對834個現(xiàn)場光伏組件的五年退化研究，代表了來自三種氣候下的七個制造商的13種類型的模塊。他們的目標(biāo)是量化最近廣泛使用的光伏技術(shù)的退化率，并公開發(fā)布結(jié)果，以告知相關(guān)利益相關(guān)者和最佳實踐。

該團(tuán)隊的光伏進(jìn)展文章給出了他們的研究結(jié)果，并代表了桑迪亞光伏系統(tǒng)評估實驗室以及國家可再生能源實驗室和中佛羅里達(dá)大學(xué)合作實驗室的多年工作。

“光伏市場在不斷變化，這些新技術(shù)缺乏長期的現(xiàn)場數(shù)據(jù)，這提出了耐用性是否受到影響的問題，”團(tuán)隊負(fù)責(zé)人Marios Theristis說。

“直接從公開市場購買光伏組件使我們能夠進(jìn)行公正的分析，并通過發(fā)布數(shù)據(jù)以匿名方式告知公眾。與NREL和UCF的合作對于這樣的研究至關(guān)重要，因為它使我們能夠在不同的氣候下安裝相同的系統(tǒng)，并按照良好控制和協(xié)調(diào)的測量計劃對其進(jìn)行表征。

據(jù)研究人員稱，光伏模塊的成本在過去十年中急劇下降（根據(jù)最近的NREL報告，高達(dá)85%），這要歸功于規(guī)模經(jīng)濟(jì)，使用新的，更高效的電池設(shè)計，生產(chǎn)線的自動化，更大的模塊和物料清單的變化，如更薄的玻璃和框架， 新的灌封膠和背板等。

然而，這些節(jié)省成本的組件設(shè)計和材料變化可能會影響模塊的耐用性和可靠性，而平準(zhǔn)化電力成本對功率衰減率很敏感。隨著功率退化的增加，電力的平準(zhǔn)化成本上升，系統(tǒng)壽命下降。

科學(xué)家們測量了新墨西哥州，科羅拉多州和佛羅里達(dá)州現(xiàn)場光伏模塊的性能下降。他們在研究開始時測量了標(biāo)準(zhǔn)測試條件下的性能，檢查了初始功率穩(wěn)定性，并在接下來的五年內(nèi)定期重新測試模塊，以監(jiān)測隨時間推移的退化率。

他們發(fā)現(xiàn)降解速率隨時間推移具有高度非線性，并且某些模塊類型中存在季節(jié)性變化。每年-0.6%的平均和中位降解率值與舊模塊測量的速率一致。在研究的23個系統(tǒng)中，研究發(fā)現(xiàn)，六個系統(tǒng)的退化率將來將超過保修限制，而假設(shè)退化率趨勢已經(jīng)穩(wěn)定，13個系統(tǒng)顯示出使用壽命超過30年的潛力。

“這是一個令人鼓舞的結(jié)果。隨著光伏安裝的增加，消費(fèi)者和其他利益相關(guān)者將有興趣了解，面對快速的技術(shù)改進(jìn)和成本降低，光伏的耐用性似乎是一致的，“馬里奧斯說。

“然而，同樣令人擔(dān)憂的是，26%的系統(tǒng)可能超過保修限制。將退化率降低到能夠延長光伏組件壽命的水平的機(jī)會仍然存在。例如，對于35年和50年的使用壽命，光伏組件應(yīng)分別以大于每年-0.55%和每年-0.4%的降解速率值運(yùn)行。

科學(xué)家們還提出了重要的討論點。如何定義降解速率，無論是相對于規(guī)格還是初始后穩(wěn)定額定值，都會影響最終的速率。由此產(chǎn)生的費(fèi)率可能會對購買成本、保修和保險索賠或項目融資的可行性研究產(chǎn)生重大影響。

Marios表示，有興趣了解有關(guān)測試模塊的更多信息的消費(fèi)者和利益相關(guān)者將很快能夠查看在桑迪亞，國家可再生能源實驗室和中佛羅里達(dá)大學(xué)佛羅里達(dá)太陽能中心DuraMAT DataHUB收集的所有閃存測試數(shù)據(jù)。

“這項研究是一個很好的例子，說明國家實驗室如何與大學(xué)合作，回答有關(guān)太陽能技術(shù)耐用性的關(guān)鍵問題，”桑迪亞高級科學(xué)家Joshua Stein說。“很少有機(jī)構(gòu)能夠維持涉及如此大量模塊的長期實驗。

“我們將繼續(xù)部署市場上可用的新技術(shù)，”馬里奧斯說。“因此，我們將繼續(xù)報告所有光伏壽命階段，我們還將利用現(xiàn)場測量以及成像數(shù)據(jù)，為驅(qū)動退化的原因和原因提供屬性。

原標(biāo)題：光伏研究人員發(fā)布為期五年的早期組件退化研究