Nun lapso de dúas décadas, kits de paneis solares a eficiencia experimenta unha evolución gradual. Inicialmente, os paneis solares teñen altos niveis de eficiencia, convertendo de forma eficiente a luz solar en electricidade. Non obstante, a medida que avanza o tempo, a eficiencia experimenta un lento descenso. Este descenso débese principalmente a factores como a degradación do material, a exposición ambiental e o desgaste normal asociado ao uso prolongado.
Nos primeiros anos, os paneis solares poden atopar unha importante redución da eficiencia, principalmente atribuída a axustes iniciais e factores ambientais. A medida que pasan os anos, a taxa de descenso estabilizarase, producindo unha diminución gradual pero constante da eficiencia. Para o vixésimo ano, os paneis solares normalmente conservan entre o 80% e o 85% da súa eficiencia orixinal, mostrando a fiabilidade duradeira dos sistemas de enerxía solar a pesar da degradación natural ao longo do tempo.
Que é a eficiencia do panel solar?
A eficiencia do panel solar refírese á capacidade dun panel solar para converter a luz solar en electricidade utilizable. É un factor crítico para determinar o rendemento global e a rendibilidade dun sistema de enerxía solar. O eficiencia dun panel solar is typically expressed as a percentage , representing the ratio of sunlight converted into electricity relative to the total sunlight hitting the panel. By 2024, the average efficiency of solar panels will be 21.4%.
Solar Panel Efficiency Over Time
Over the past decade, solar panel efficiency has improved significantly. In 1883, the first rooftop solar panel in New York City had an energy conversion rate of just 1%. By 2010, this efficiency had increased to 15%. Today, most monocrystalline solar panels have an efficiency rating between 19% and 22%.
In 2014, the solar company First Solar set a world record with 20.4% efficiency. Now, thanks to advancements in technology, what was a record ten years ago has become the industry standard.
Como se mide a eficiencia do panel solar?
A eficiencia dos paneis solares mídese mediante procedementos de proba estandarizados para garantir a coherencia e a precisión na avaliación do rendemento. Os seguintes métodos úsanse habitualmente para avaliar a eficiencia dos paneis solares:
-
Condicións de proba estándar (STC): A eficiencia dos paneis solares adoita medirse en condicións de proba estándar (STC), que inclúen un nivel de irradiación fixo de 1000 watts por metro cadrado, un espectro solar de masa de aire 1.5 (AM1.5) e unha temperatura celular de 25 °C. Estas condicións proporcionan un punto de referencia para comparar o rendemento de diferentes paneis solares.
-
Cálculos de eficiencia: A eficiencia calcúlase dividindo a saída de enerxía eléctrica do panel solar pola entrada de enerxía solar da luz solar. A fórmula para calcular a eficiencia é a seguinte:
Eficiencia = (Saída de enerxía eléctrica/Saída de enerxía eléctrica)× 100 %
-
A saída de enerxía eléctrica mide normalmente en vatios (W), mentres que a entrada de enerxía solar mídese en vatios por metro cadrado (W/m²).
-
Eficiencia cuántica externa (EQE): O EQE mide a eficiencia da capacidade dunha célula solar para converter fotóns de diferentes enerxías (lonxitudes de onda) en corrente eléctrica. Ofrece información sobre a eficacia coa que a célula solar absorbe a luz en todo o espectro solar. As medidas de EQE obtéñense expoñendo a célula solar a luz monocromática de varias lonxitudes de onda e medindo a corrente eléctrica correspondente producida.
-
Eficiencia cuántica interna (IQE): O IQE avalía a eficiencia da xeración e recollida de portadores de carga dentro da célula solar. Avalía a eficacia do material semicondutor na conversión de fotóns absorbidos en corrente eléctrica. As medidas IQE obtéñense analizando o comportamento dos portadores de carga dentro da célula solar en condicións controladas.
-
Seguimento do punto de potencia máxima (MPP): O seguimento MPP é unha técnica utilizada para maximizar a saída de enerxía dun panel solar axustando continuamente a tensión e a corrente de funcionamento para manter o punto de máxima potencia (MPP) en condicións ambientais variables. As medidas de eficiencia poden incluír o seguimento de MPP para avaliar o rendemento do panel solar en condicións de funcionamento reais.
Os paneis de maior eficiencia permiten unha maior xeración de enerxía a partir de recursos solares, contribuíndo á redución das emisións de gases de efecto invernadoiro e á dependencia dos combustibles fósiles.
Por que a eficiencia do panel solar diminúe co paso do tempo?
A degradación da eficiencia dos paneis solares é un fenómeno natural influenciado por varios factores, incluíndo as condicións ambientais, as propiedades dos materiais e os procesos de fabricación.
- Factores ambientais:
As condicións ambientais como a temperatura, a humidade e a exposición á luz solar poden afectar o rendemento dos paneis solares ao longo do tempo. As altas temperaturas aceleran as reaccións químicas dentro das células solares, o que leva á degradación do material e á redución da eficiencia. Ademais, a exposición prolongada á luz solar pode provocar que os materiais fotovoltaicos se degraden, afectando a súa capacidade para converter a luz solar en electricidade.
- Degradación do material:
o materiais utilizados en paneis solares, incluíndo obleas de silicio, encapsulantes e materiais condutores, son susceptibles de degradarse co paso do tempo. Factores como a entrada de humidade, o ciclo térmico e a exposición á radiación ultravioleta (UV) poden degradar a integridade estrutural e as propiedades eléctricas destes materiais, producindo unha diminución da eficiencia.
-Defectos de fabricación:
Os defectos de fabricación ou as impurezas dos compoñentes dos paneis solares poden contribuír á perda de eficiencia co paso do tempo. Defectos como as microgrietas nas obleas de silicio, a delaminación das capas de encapsulación e os fallos das xuntas de soldadura poden comprometer o rendemento eléctrico e a fiabilidade dos paneis solares, o que provoca unha diminución da eficiencia e posibles fallos do sistema.
Curvas de degradación do panel solar
A degradación dos paneis solares segue normalmente unha curva non lineal, coa degradación inicial que ocorre rapidamente nas primeiras fases de operación, seguida dun descenso máis gradual co paso do tempo.
| ano | Degradación da eficiencia (%) | Eficiencia restante (%) |
|---|---|---|
| 1 | 2.5 | 97.5 |
| 2 | 2.3 | 95.2 |
| 3 | 2.0 | 93.2 |
| 4 | 1.8 | 91.4 |
| 5 | 1.5 | 89.9 |
| 6 | 1.3 | 88.6 |
| 7 | 1.2 | 87.4 |
| 8 | 1.0 | 86.4 |
| 9 | 0.8 | 85.6 |
| 10 | 0.7 | 84.9 |
| 11 | 0.6 | 84.3 |
| 12 | 0.5 | 83.8 |
| 13 | 0.4 | 83.4 |
| 14 | 0.3 | 83.1 |
| 15 | 0.2 | 82.9 |
| 16 | 0.2 | 82.7 |
| 17 | 0.1 | 82.6 |
| 18 | 0.1 | 82.5 |
| 19 | 0.1 | 82.4 |
| 20 | 0.1 | 82.3 |
A táboa anterior presenta unha visión xeral da degradación da eficiencia dos paneis solares durante un período de vinte anos. Cada fila corresponde a un ano específico de funcionamento, acompañando os datos sobre a porcentaxe de degradación da eficiencia e a porcentaxe de eficiencia restante.
Porcentaxe de degradación da eficiencia: A columna "Degradación da eficiencia (%)" indica a diminución anual da eficiencia en relación coa eficiencia inicial do panel solar. Estes valores baséanse en datos empíricos e investigacións da industria, que proporcionan información sobre a taxa típica de diminución da eficiencia experimentada polos paneis solares ao longo do tempo.
Porcentaxe de eficiencia restante: A columna "Eficiencia restante (%)" calcula o impacto acumulado da degradación da eficiencia no rendemento xeral do panel solar. Representa a porcentaxe de eficiencia retida despois de cada ano de funcionamento, tendo en conta o efecto acumulado da degradación.
Interpretación:
- No primeiro ano de funcionamento, o panel solar experimenta unha degradación da eficiencia do 2.5%, o que resulta nunha eficiencia restante do 97.5%.
- A medida que avanzan os anos, a taxa de degradación da eficiencia diminúe gradualmente, o que leva a reducións anuais máis pequenas da eficiencia.
- A pesar da taxa de degradación decrecente, o efecto acumulado ao longo do tempo é significativo, coa eficiencia restante diminuíndo gradualmente desde o valor inicial.
- Para o vixésimo ano de funcionamento, o panel solar conserva aproximadamente o 82.3% da súa eficiencia orixinal, o que indica unha degradación acumulada do 17.7% durante o período de dúas décadas.
- Factores que inflúen na degradación:
Varios factores contribúen á degradación dos paneis solares, incluíndo:
- Temperatura: As altas temperaturas aceleran as reaccións químicas e a degradación do material, o que provoca un descenso máis rápido da eficiencia.
- humidade: A entrada de humidade pode corroer os contactos metálicos e degradar os materiais encapsulantes, afectando o rendemento do panel.
- Degradación inducida pola luz (LID): Algunhas células solares poden experimentar LID, onde a exposición á luz solar provoca unha redución temporal da eficiencia que se estabiliza co paso do tempo.
- Degradación inducida por potencial (PID): O PID prodúcese cando o potencial de tensión entre as células solares e o cadro conectado a terra provoca a migración de ións, o que provoca unha perda de eficiencia.
Como mellorar a eficiencia do panel solar?
Pódense empregar varias estratexias e tecnoloxías para mellorar a eficiencia dos paneis solares e mellorar o rendemento global do sistema.
- Innovacións tecnolóxicas:
Os avances na tecnoloxía das células solares, como o desenvolvemento de materiais fotovoltaicos de alta eficiencia e novas arquitecturas de células, xogan un papel importante na mellora da eficiencia dos paneis solares. Innovacións como PERC (Célula traseira emisora pasivada) e as células solares bifaciais demostraron unha maior eficiencia de conversión e un rendemento mellorado en diferentes condicións de funcionamento.
Procesos avanzados de fabricación:
As melloras nos procesos de fabricación, incluíndo mellores medidas de control de calidade e técnicas de fabricación de precisión, contribúen a unha maior eficiencia e fiabilidade dos paneis solares. Tolerancias máis estritas e defectos de materiais reducidos dan como resultado un rendemento máis consistente nos lotes de paneis e unha vida útil máis longa.
Deseño óptimo do sistema:
O deseño e instalación axeitados do sistema son fundamentais para maximizar a eficiencia dos paneis solares. Factores como orientación do panel solar, ángulo de inclinación, sombreado e espazamento poden afectar significativamente a produción de enerxía. A utilización de ferramentas de simulación avanzadas e a realización de avaliacións exhaustivas do lugar axudan a optimizar os parámetros de deseño do sistema para obter a máxima exposición á luz solar e o rendemento enerxético.
Mantemento e limpeza regulares:
O mantemento regular, incluíndo inspección, limpeza e medidas de mantemento preventivo, é esencial para preservar a eficiencia dos paneis solares. A acumulación de po, sucidade e restos nas superficies dos paneis pode reducir a transmisión da luz e prexudicar o rendemento. A limpeza e inspección de rutina axudan a identificar e abordar problemas potenciais antes de que se intensifiquen, garantindo unha produción de enerxía consistente.
Monitorización e optimización do rendemento:
A implementación de sistemas completos de seguimento do rendemento permite o seguimento en tempo real das métricas de rendemento dos paneis solares, como a eficiencia, a potencia de saída e a temperatura. A análise dos datos de rendemento permite a identificación proactiva de ineficiencias ou disfuncións, facilitando o mantemento oportuno e as accións de optimización para maximizar o rendemento enerxético.
FAQ: Eficiencia do panel solar ao longo do tempo
Cal é a eficiencia dos paneis solares despois de 10 anos?
A eficiencia dos paneis solares despois dunha década de funcionamento varía en función das condicións ambientais, as prácticas de mantemento e a calidade dos paneis. En media, os paneis solares poden experimentar unha degradación da eficiencia que vai do 10% ao 20% durante este período. Non obstante, as taxas de degradación reais dependen de factores como a tecnoloxía e o fabricante.
Cal é a eficiencia media dos paneis solares ao longo do tempo?
Co paso do tempo, os paneis solares adoitan experimentar un descenso gradual da eficiencia debido á degradación do material e á exposición ambiental. Aínda que están deseñados para un rendemento a longo prazo, os paneis poden sufrir unha degradación da eficiencia anual de entre o 0.5% e o 1%, o que provoca unha perda acumulada ao longo da súa vida útil.
Que eficiencia son os paneis solares despois de 20 anos?
Despois de dúas décadas, os paneis solares adoitan conservar aproximadamente entre o 80% e o 85% da súa eficiencia orixinal. Non obstante, o rendemento real pode variar en función de factores como a calidade do panel e o mantemento. É fundamental ter en conta que esta estimación está suxeita a variacións dependendo das condicións específicas do sistema.
Os paneis solares perden eficiencia co paso do tempo?
Si, os paneis solares experimentan perda de eficiencia a medida que envellecen debido a factores como a degradación do material e a exposición ambiental. Aínda que están deseñados para a súa durabilidade, os paneis van perdendo eficiencia ao longo da súa vida útil. O mantemento regular, o deseño adecuado e os avances tecnolóxicos poden mitigar e estender este efecto vida útil do panel solar.
