De economische levensduur van PV-systemen wordt vaak bepaald op basis van een standaard van 25 jaar, omdat dit aansluit bij garanties en subsidietermijnen (dwz het 20-jarige feed-in-tariefprogramma van China). De fysieke levensduur is echter vaak veel langer dan 25 jaar.
Fotovoltaïsche (PV) systemen werden vroeger gezien als een opkomende technologie. Tientallen jaren van operationele ervaring en technologische verbeteringen hebben de lange levensduur van fotovoltaïsche systemen aangetoond. Kennis uit de sector en recente onderzoeken tonen aan dat PV-systemen met het juiste onderhoud en de juiste kwaliteitscomponenten meer dan 25 tot 35 jaar elektriciteit kunnen produceren, wat bewijst dat veel van onze aannames over de levensverwachting en duurzaamheid van PV-systemen onjuist zijn!
Levensduur bepalen: fysieke versus economische levensduur
PV-systemen zijn opgebouwd uit een diversiteit aan componenten zoals zonnepanelen, omvormers, montagesystemen en bedrading. Elk onderdeel heeft een andere levensduur:
Zonnepanelen
Panelen van hoge-kwaliteit verminderen- met ongeveer 0,3% - 0.8% per jaar, en de meeste zullen na 25 jaar of langer een efficiëntie van meer dan 80% hebben.
Omvormers
Omvormers gaan doorgaans tussen de 10 en 15 jaar mee en kunnen tijdens de levenscyclus van het systeem een of meerdere keren worden vervangen.
Montagesystemen en kabels
Montagesystemen gemaakt van gegalvaniseerd staal of aluminium en ultraviolet (UV) bestendige kabels kunnen meer dan 30 jaar meegaan.
Belangrijke elementen die de levensduur van PV-systemen beïnvloeden
Componentkwaliteit
Zonnepanelen:Als het om zonnepanelen gaat, zullen panelen van hoge-kwaliteit met ongeveer 0,3% - 0.8% per jaar achteruitgaan. Panelen zouden na 25 jaar nog steeds ruim 80% van hun rendement moeten hebben. Laboratoria zoals TÜV Rheinland hebben certificeringen voor panelen die zijn ontworpen voor extreme omgevingen (zoals een woestijn waar UV-blootstelling in combinatie met extreme temperaturen een paneel waarschijnlijk sneller zal afbreken).
Omvormers: Onderdelen van omvormers gaan normaal gesproken 10 - 15 jaar mee en vervangingen zijn te verwachten tijdens de levensduur van een systeem. Geavanceerde modellen met micro-omvormers of omvormers kunnen soms langer dan 20 jaar meegaan.
Montagesystemen en bedrading: Montagesystemen die doorgaans zijn samengesteld uit aluminium of gegalvaniseerd staal gaan meer dan 30 jaar mee en de bedrading (UV-bestendig) gaat net zo lang mee als elk zonnesysteem waarin het is geïntegreerd.
Omgevingsfactoren
Systemen die werken in gebieden met veel UV-straling (bijvoorbeeld woestijnen) zullen sneller verslechteren dan systemen die zich in een gematigd klimaat bevinden. Zeer hete ontladingen of omgevingen met veel ultraviolette straling kunnen leiden tot versnelde degradatie/fotodegradatie van een paneel, inclusief PID-effecten (potentieel geïnduceerde degradatie). Hotspotformaties door schaduw of vervuiling verminderen de output en verergeren de thermische traagheid als ze worden genegeerd.
Regelmatige onderhoudspraktijken
Het regelmatig schoonmaken van een systeem, het testen van IV-curven en het uitvoeren van thermische infraroodinspecties met drones kunnen prestatieproblemen zoals stofophoping-en corrosie helpen beheersen. Er zijn onderzoeken geweest die bevestigen dat proactief (gebruik en onderhoud) de output met 5 - 10% kan verbeteren en de levensduur van het systeem met 3 - 5 jaar kan verlengen.
Bewijs uit echte operationele gegevens
Historische voorbeelden:
De Spaanse centrale van 340 kW is sinds 1984 in bedrijf en vertoont jaarlijks slechts 0,2% degradatie. Bovendien produceert het oudste PV-station van China, in de provincie Gansu, al 37 jaar stroom met beperkt onderhoud.
Laboratoriumbewijs:
Lawrence Berkeley National Laboratory heeft onlangs PV-projecten bestudeerd en ontdekte dat de levensduur van PV-projecten zal verlengen van een gemiddelde levensduur van 21,5 jaar in 2007 tot 32,5 jaar in 2019.
Industrie-innovaties voor een lange levensduur
Voorspellend onderhoud: AI-aangedreven platforms analyseren realtime- gegevens om storingen (bijvoorbeeld omvormerstoringen) ongeveer 4 tot 8 uur van tevoren te voorspellen, waardoor de uitvaltijd met 60% wordt verminderd
Robotreiniging: autonome drones en minder water-intensieve schoonmaakdiensten bestrijden stof in droge gebieden en het verminderde productieverlies bedraagt 6% tot 15% per jaar
Recycling en retrofitting: Uiteindelijk, en tegen 2030, zal ongeveer 90% van de paneelmaterialen (glas, silicium, aluminium) herbruikbaar zijn. Buiten gebruik gestelde panelen zijn hergebruikt in off--verlichting of bouwmateriaal.
Economische overwegingen
PV-systemen kunnen langer dan 30 jaar meegaan, hoewel de economische levensduur 25 jaar is vanwege de garantieduur en de subsidieperiode (het Chinese feed-in-tariefbeleid is bijvoorbeeld slechts 20 jaar). Nadat de garantie is verlopen, kan het PV-systeem economisch (ordentelijk) worden onderhouden. Het kan echter zijn dat sommige componenten vervanging of onderhoud nodig hebben om een effectief rendement van 30 jaar te bereiken, aangezien de operationele kosten zeer laag zijn.
Conclusie: een duurzame investering in schone energie
PV-systemen zijn in staat om de vroege scepsis over langdurige duurzaamheid te overtreffen, maar zoals Dr. Elena Rodriguez van de International Solar Energy Society zei: "De gegevens zijn duidelijk: fotovoltaïsche zonne-energie is ontworpen om tientallen jaren productie mogelijk te maken. De volgende uitdaging is het vinden van de middelen om de juiste soort recycling en slim onderhoud tot stand te brengen om de werking langer dan de beoogde levensduur in stand te houden."
