모노의 열화 및 에너지 성능 평가

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 13066(2023) 이 기사 인용

395 접속

1 알트메트릭

측정항목 세부정보

성능 저하로 인해 시간이 지남에 따라 태양광 발전(PV) 생산 능력이 감소합니다. PV 모듈 성능 저하에 대한 연구는 일반적으로 시간이 많이 걸리고 노동 집약적인 가속 실험이나 현장 실험을 기반으로 합니다. 25년의 PV 모듈 수명을 인증하려면 성능 저하 모드와 방법론을 이해하는 것이 중요합니다. 기술 및 환경 조건 모두 PV 모듈 성능 저하 속도에 영향을 미칩니다. 본 논문은 이집트 전자연구소(ERI) 옥상에 장착된 24개의 단결정 실리콘 PV 모듈의 25년 간의 실외 작동 후 성능 저하를 조사합니다. 열화율은 모듈의 성능 비율, 온도 손실 및 에너지 수율을 사용하여 결정되었습니다. 육안 검사, I-V 특성 측정 및 열화율은 모두 PV 평가 프로세스의 일부로 계산되었습니다. 결과는 모듈의 최대 전력(\({P}_{max}\))이 시간이 지남에 따라 평균 23.3% 감소했음을 보여줍니다. 단락 전류(\({I}_{sc}\)) 및 최대 전류(\({I}_{m}\))의 열화율은 각각 12.16% 및 7.2%입니다. 개방 회로 전압(\({V}_{oc}\)), 최대 전압(\({V}_{m}\)) 및 충전율(\(FF\)) 저하율은 2.28%입니다. , 12.16%, 15.3%로 나타났다. PV 시스템에 대해 얻은 전체 성능 비율은 85.9%입니다. 실외 조건에서 오랜 시간 작동한 후 단일 다이오드 모델의 5개 매개변수는 각 모듈의 매개변수 식별에 사용되어 노화가 PV 모듈 성능에 미치는 영향을 연구합니다.

에너지 문제는 사회의 사회적, 경제적 발전에 계속해서 중요한 역할을 하고 있습니다1. 환경 문제는 재생 불가능한 연료원 사용으로 인해 발생하며, 특히 석유 가격 상승과 화석 연료 연소가 환경에 미치는 부정적인 영향으로 인해 발생합니다. 오늘날 다양한 재생 가능 에너지원은 광범위한 기술 전반에 걸쳐 충분한 유연성과 신뢰성을 제공하여 수요 증가로 인한 에너지 부족을 최소화합니다1,2. 오늘날 태양에너지는 재생에너지 시장에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 태양 에너지는 상업용 및 주거용 목적으로 모두 사용됩니다2. 끝이 없고, 무공해이며, 풍부하고, 조용하고, 회전하는 부품이 없으며, 크기에 관계없이 효과적으로 전기를 변환할 수 있다는 장점이 있습니다. PV 모듈의 수명은 일반적으로 약 25년이지만 시간이 지남에 따라 여러 요인이 성능에 영향을 미칠 수 있습니다2,3,4,5,6. PV 설치는 실외에서 이루어지기 때문에 일사량, 온도, 습도 및 물리적 스트레스와 같은 환경 요인에 노출되며, 이는 시간이 지남에 따라 성능에 큰 영향을 미칩니다7,8,9. 모듈의 노후화/저하는 모듈의 전원 공급 용량 감소에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다10.

PV 모듈에 영향을 미칠 수 있는 성능 저하에는 여러 유형이 있습니다. PID(전위 유발 열화): 이러한 유형의 열화는 접지 시스템과 모듈의 전도성 부분 사이의 전압 전위차로 인해 종종 발생하며 시간이 지남에 따라 모듈을 손상시킬 수 있는 누설 전류로 이어집니다8,11,12 . 두 번째 유형은 빛에 노출되어 PV 모듈의 성능 저하를 유발하는 빛에 의한 성능 저하입니다. 이 유형에서는 특히 자외선(UV) 빛이 봉합재 재료를 분해하고 PV 셀의 변색을 유발하여 효율성을 감소시킬 수 있습니다. 이는 광분해라고도 합니다4,5,8. 또 다른 유형은 환경 요인으로 인한 성능 저하입니다8,10: PV 모듈의 성능 저하를 유발하는 주요 환경 요인으로는 온도, 햇빛, 비, 바람, 습도, 기계적 스트레스, 모듈 구성 요소에 물리적 손상을 일으키는 먼지/모래 축적 등이 있습니다. 저하로 이어집니다. 이러한 요인들은 종종 상호작용하고 결합하여 태양광 패널의 효율성과 수명을 감소시킵니다. 적절한 모듈 밀봉, 설치 및 유지 관리는 이러한 환경 저하 영향을 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다.