Một khoản đầu tư vào năng lượng mặt trời dự kiến ​​sẽ mang lại hiệu quả trong bao lâu, và trước thời điểm đó, sản lượng điện có bị suy giảm đáng kể hay không? Câu trả lời ngắn gọn là hầu hết các tấm pin mặt trời hiện nay được chế tạo để có tuổi thọ hàng chục năm, chứ không phải chỉ vài năm. Phần tiếp theo sẽ thảo luận chi tiết hơn về chủ đề này, bao gồm cả cách thức và thước đo vòng đời của các tấm pin mặt trời và ảnh hưởng của khả năng sản xuất năng lượng của chúng theo thời gian.

Ngày nay, khái niệm về tuổi thọ trong ngành công nghiệp năng lượng mặt trời liên quan đến độ tin cậy lâu dài, sự suy giảm hiệu suất dần dần, và thời điểm mà một mô-đun không còn hữu ích về mặt kinh tế, chứ không phải là bị hỏng về mặt vật lý.

Ngành công nghiệp định nghĩa tuổi thọ của mô-đun PV như thế nào?

Tuổi thọ của tấm pin năng lượng mặt trời không phải là thời điểm chính xác khi tấm pin ngừng hoạt động hoàn toàn, mà là thời gian tấm pin vẫn hoạt động ở mức độ chấp nhận được so với công suất bình thường của nó.

Một thước đo cho điều này là thời gian cần thiết để một mô-đun quang điện giảm công suất xuống còn 80% giá trị ban đầu. Điều này thường phù hợp với một số giả định và điều kiện trong các điều khoản bảo hành liên quan đến các dự án như vậy.

Ấn phẩm của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ Quản lý vòng đời cuối của hệ thống quang điện mặt trời Bài viết giải thích rằng các mô-đun PV hiện đại thường được kỳ vọng sẽ hoạt động trong khoảng 25 đến 35 năm, phản ánh những cải tiến về vật liệu, chất lượng sản xuất và thiết kế hệ thống.

Tuổi thọ trung bình mà bạn có thể mong đợi

Với hầu hết các mô-đun silicon tinh thể hiện có tuổi thọ khoảng 25-30 năm trở lên, công nghệ quang điện màng mỏng có thể sẽ thể hiện tốc độ suy giảm khác nhau trong cùng hoặc khác phạm vi tuổi thọ.

Cần phân biệt giữa “Tuổi thọ dự kiến” và “Tuổi thọ được đảm bảo”. Thông thường, chế độ bảo hành là 25 năm, nhưng điều đó có nghĩa là thiết bị sẽ hoạt động và sản xuất đủ năng lượng cần thiết, được đo bằng phần trăm, trong suốt thời gian bảo hành. Không nhất thiết là thiết bị sẽ ngừng hoạt động sau khi hết thời hạn bảo hành, tức là sau năm thứ 26.

Vì sao sự suy giảm hiệu năng lại quan trọng hơn sự cố đột ngột?

Các mô-đun quang điện mặt trời hiếm khi hỏng đột ngột. Thay vào đó, chúng mất hiệu suất từ ​​từ thông qua một quá trình gọi là suy giảm. Sự suy giảm dần dần này là do tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, ứng suất cơ học và tải điện theo thời gian.

Báo cáo của Cơ quan Năng lượng Tái tạo Quốc tế và Chương trình Hệ thống Điện Quang điện của Cơ quan Năng lượng Quốc tế Quản lý vòng đời sản phẩm: Tấm pin quang điện mặt trời Điều này cho thấy rằng các mô-đun PV thường được giả định có tuổi thọ khoảng 30 năm khi mô hình hóa việc triển khai năng lượng mặt trời toàn cầu và dòng chất thải, phản ánh xu hướng hiệu suất thực tế hơn là điều kiện lý tưởng trong phòng thí nghiệm.

Tuy nhiên, từ góc nhìn của chủ sở hữu mô-đun, tốc độ xuống cấp có thể quan trọng hơn tuổi thọ tối đa về mặt lý thuyết của hệ thống. Do đó, một hệ thống có thể xuống cấp đủ chậm để vẫn có giá trị kinh tế trong vài thập kỷ mặc dù không bao giờ gần đến trạng thái hoàn toàn ngừng hoạt động.

Các yếu tố chính ảnh hưởng đến tuổi thọ của mô-đun PV

Điều kiện môi trường

Cần lưu ý rằng khí hậu cũng là một yếu tố quan trọng quyết định tuổi thọ hoạt động của mô-đun quang điện. Điều đáng chú ý là nhiệt độ quá cao có thể đẩy nhanh quá trình lão hóa, và điều kiện khô hoặc đóng băng/tan băng có thể gây áp lực lên vật liệu đóng gói.

Chất lượng lắp đặt và thiết kế hệ thống

Việc lắp đặt không đúng cách, thông gió không đầy đủ hoặc sự không phù hợp về điện có thể làm tăng ứng suất nhiệt và đẩy nhanh quá trình xuống cấp. Mặt khác, các hệ thống được thiết kế tốt, cho phép luồng không khí lưu thông và giảm thiểu ứng suất cơ học sẽ giúp các mô-đun lão hóa một cách bền bỉ hơn.

Vật liệu và tiêu chuẩn sản xuất

Tình trạng này đã được cải thiện đáng kể nhờ những tiến bộ trong công nghệ kính, chất bao bọc, tấm lót và công nghệ bên trong chính các tế bào quang điện. Nhiều mô-đun cũ từ những đợt triển khai năng lượng mặt trời ban đầu thường bị suy giảm nhanh hơn so với các mô-đun hiện đại. Đây là một trong những lý do khiến các mô-đun quang điện mới hiện nay được kỳ vọng sẽ có tuổi thọ cao hơn so với những mô-đun được lắp đặt cách đây hai thập kỷ.

Tuổi thọ sản phẩm so với thời gian bảo hành: Tại sao chúng không giống nhau?

Một sai lầm phổ biến là nhầm lẫn thời hạn bảo hành với tuổi thọ dự kiến. Các điều khoản bảo hành liên quan đến hiệu suất được thiết kế một cách thận trọng và nhằm mục đích giảm thiểu rủi ro tài chính, chứ không phải để dự đoán chính xác thời điểm hỏng hóc.

Một chế độ bảo hành điển hình có thể đảm bảo hiệu suất hoạt động từ 80 đến 85% sau 25 năm. Điều đó không có nghĩa là mô-đun đột nhiên trở nên vô dụng sau thời điểm đó. Trong nhiều trường hợp, các mô-đun tiếp tục hoạt động với hiệu suất từ ​​70% trở lên trong nhiều năm sau đó, bản thân điều này đã rất đáng giá nếu xét đến giá điện và hiệu quả kinh tế của hệ thống.

“Hết hạn sử dụng” thực sự có nghĩa là gì đối với các mô-đun quang điện mặt trời?

Hết hạn sử dụng không phải lúc nào cũng đồng nghĩa với việc ngừng hoạt động. Các khả năng khác bao gồm tái sử dụng, bán lại cho thị trường thứ cấp, hoặc tiếp tục hoạt động nhưng hấp thụ giá trị năng lượng kém hiệu quả hơn. Việc tháo dỡ các mô-đun thực sự tiêu hao ít giá trị năng lượng hơn chi phí bảo trì các thiết bị hoặc chi phí đất đai và/hoặc nâng cấp hệ thống.

Xét về vòng đời, tuổi thọ hữu ích của một mô-đun quang điện mặt trời và sự hiện diện thực tế của nó là hai yếu tố khác nhau. Các mô-đun quang điện mặt trời vẫn hoạt động tốt về mặt cấu trúc rất lâu sau khi chúng không còn hiệu quả trong việc sản xuất năng lượng.

Những bài học thực tiễn dành cho chủ sở hữu và người mua hệ thống

Điều quan trọng cần lưu ý đối với người mua, cả cá nhân và doanh nghiệp, là mô-đun quang điện đang được đề cập là một khoản đầu tư tương đối dài hạn. Có thể ước tính khoảng 25-30 năm, đây là một khoảng thời gian tương đối khiêm tốn, đặc biệt là đối với các hệ thống mới lắp đặt.

Thay vì tập trung vào tuổi thọ sản phẩm được ghi trên nhãn, người mua nên chú trọng hơn vào tốc độ xuống cấp, chế độ bảo hành và chất lượng lắp đặt, vì hai yếu tố sau có ảnh hưởng lớn hơn nhiều so với hai yếu tố trước.

Tóm lại về tuổi thọ của mô-đun PV

Tuổi thọ của một mô-đun quang điện chỉ có thể được thảo luận một cách có ý nghĩa dựa trên sự suy giảm hiệu suất dần dần của nó chứ không phải thời gian hỏng hóc thực tế. Cần lưu ý rằng hầu hết các mô-đun quang điện dựa trên năng lượng mặt trời hiện đại được thiết kế để có tuổi thọ hữu ích từ 25 đến 35 năm hoặc thậm chí lâu hơn.

Đối với những ai đang cân nhắc lợi ích của năng lượng mặt trời, có lẽ một trong những ưu điểm mạnh nhất là tuổi thọ đáng ngạc nhiên của công nghệ này. Sau khi được lắp đặt, một hệ thống tốt có thể hoạt động êm ái để sản xuất điện, thu hồi vốn đầu tư nhiều năm sau khi chi phí ban đầu đã được khấu hao.