Проектът GRECO – резултати от изследванията по стареене на фотоволтаични инсталации
• ВЕИ енергетикa • Фирмени статии • Сп. Енерджи ревю - брой 2, 2021 • 23.03.2021
Стратегията на ЕС за въглеродно неутрална икономика обръща сериозно внимание на нови проекти за зелена енергия и в частност за развитие на слънчевата енергетика в подкрепа на курса за постигане на нулеви емисии. Заедно с новите проекти обаче, от значение за устойчивото развитие на обществото е анализът на вече изградените мощности. През последните 3 години екип от Университетската политехника на Мадрид (UPM) ръководи проект GRECO (GA N.78729) на Европейската програма Хоризонт 2020 заедно с 10 международни партньори. Една от основните задачи му е да се приложат концепциите за отворена наука във фотоволтаичния (PV) сектор на енергопроизводство и да се разработят нови продукти и технологични решения със социална значимост. Екип от БАН (ЦЛ СЕНЕИ-БАН, ИЕ-БАН, ИОМТ-БАН) участва в проекта с цел проучване и анализ на резултати от експлоатацията на слънчеви централи на територията на България през период на непрекъсната работа – поне 10 години.
В резултат на проучванията на съществуващи фотоволтаични централи на територията на няколко държави в Южна Европа, в зависимост от интереса за сътрудничество и достъпа до мониторинговите им данни, са избрани 25 PV инсталации от 100 подходящи обекта. Всички избрани PV инсталации отговарят на два фундаментални критерия – да са работили достатъчно дълго и да имат мониторингови данни през този период. Общата инсталирана мощност на изследваните централи надхвърля 110 MWp, като най-старите от тях са на повече от 30 г. За България това са PV централи около Сливен, Вълчедръм, с. Мокреш, с. Йеросалимово и покривна PV система на ТУ-Габрово.
Резултатите от анализа показват, че скоростта на деградация варира от -0,1% до -0,75% за година, т.е. всички PV модули без съществени дефекти отговарят на гаранционните условия, осигурени от производителите, а именно не повече от 20% деградация на производителността за период от 25 г. (-0,8% за год.). Средната стойност на деградация за измерените инсталации е съответно -0,3% за год., като тя намалява до -0,25% за год. за инсталации с модули без технологични дефекти (горещи петна и микропукнатини във фотоелементите, компрометирана изолация по ръбовете, отлепяне на ламината). Общата оценка е, че процесите на стареене и деградация са надценени с цел осигуряване на подходящи гаранционни условия.
Консорциумът GRECO предлага 3 сценария за деградация на PV модули:
- консервативен, песимистичен сценарий (-0,8% за год.), дефиниран от производителите;
- рисков, най-благоприятен сценарий (-0,25% за год.), за модули без дефекти;
- разумен сценарий (-0,45% за год. ), междинен компромис, предвиждащ малки загуби от несъвършенства на модулите, близки до реалния случай.
Оценките на икономическия ефект от прилагане на разумния сценарий за 8000 инсталации с обща инсталирана мощност 1,5 GWp в област Андалусия показват 8% по-висока доходност, като тя нараства до 12% при моделиране с рисков сценарий. С други думи, първоначалните песимистични прогнози за годишна деградация са 3 пъти по-високи от реалните стойности, измерени след 10-годишна непрекъсната експлоатация на оборудването.
Относно възможностите за ремонт и възстановяване при полеви условия, консорциумът GRECO е достига до следните заключения. Една част от наблюдаваните дефекти в PV модули са необратими и могат да се отстранят единствено с подмяна на дефектирали модули. Друга част дефекти са ремонтируеми и обратими (замяна на дефектирали защитни диоди в конекторните кутии, байпас на единичен "горещ" фотоелемент, допълнително изолиране на ръбовете с прозрачни SiO2 лепила). Те могат да се отстранят на място и трябва да се следят превантивно. За повече видео информация посетете уеб сайта на проекта и вижте разработените процедури за ремонт на място в YouTube канала - www.youtube.com/channel/.
Поради епидемията от COVID-19 предвидените семинари за срещи и обучение на граждани, PV инсталатори и технически персонал са отменени.
Предложените сценарии за деградация са полезни за прецизиране на предпроектните проучвания и финансовите параметри за анализ на доходност. Разработените процедури за ремонт на място и видеоматериали за тях могат да послужат за обучение на персонал и за снижаване на разходите за поддръжка и експлоатация на слънчеви централи.
Екипът от специалисти на проект GRECO благодари на всички граждани участници в инициативите на проекта за предоставените мониторингови данни, възможности за посещения в обекти и анализ на дефекти.
Този проект е финансиран по програма Хоризонт 2020, договор № 787289 "Fostering a Next Generation of European Photovoltaic Society (GRECO)".