光伏电站的寿命为什么是25年?只能是25年吗?
「如果在今年年初投建一座光伏电站,理论上到2050年,电站将面临报废。」这是万千电站投建和运营者,在建设前期都避不开要考虑的因素,也就是——光伏电站的25年生命周期。
为什么25年是个临界点?
回答这个问题前,我们首先需要拆分一下光伏电站。在这样一套发电系统中,有起到关键作用的主要发电设备,光伏组件;有主要电流转换设备,逆变器;有系统辅助设施,支架、线缆、电表等。这个25年的系统寿命对标的则是光伏组件的使用寿命,因为组件是整个系统中成本占比大头,在保持正常发电的情况下,一般是不考虑更换的。
就像所有电器产品一样,光伏组件在使用过程中,因自身老化和周围不利环境,也存在耗损和功率衰减。按照国家对组件衰减的标准设定,衰减率超过20%的组件被视为寿终正寝。因为结合电力产出、运营成本、安全属性等多方考量,标准值再打八折,其综合效益很难达到营收目标。按照标准制定时的技术水平,通过对各类型号的组件进行试验测算,光伏组件在25年的时间里会濒临20%衰减率的界点。
2021年,住建部在《建筑节能与可再生能源利用通用规范》中,也特别明确提出了新建建筑应安装太阳能系统,其中光伏组件设计使用寿命应高于25年。
可见,25年已成为光伏电站板上钉钉的寿命量尺。
除了组件的寿命匹配以外,逆变器也按照25年标准去设计,但在实际使用中,由于元器件的老化和损耗,通常10-15年左右需要进行一次更换或重大维修。汇流箱及支架等设备在质量过硬的产品标准和正常维护下,25年的稳定运行与承载是比较容易实现的。
虽然我们将25年期作为光伏电站终止使用的标准,但并不意味着电站在跨过25岁时,会立刻失效。事实上,1983年,我国建起的第一座光伏电站,至今仍在发电。
当时,受日本京瓷公司制造捐赠,甘肃省贫穷落后的园子岔乡开创了光伏用电的先河。全村36户居民,每家2只日光灯,靠着这座只有10kW装机容量的光伏电站,迎来了光明。
我国首座光伏电站
如今41年过去了,当时的10kW已衰减为7kW,对行业标准而言,它已经过了退休的年龄。但对当地村民而言,这座电站以顽强的生命力陪伴了多数人的半生,也迎接了一个个新的生命。
老电站的超长运行为业内专家、学者带来了启示,无疑也是为光伏行业的高质量发展提出了更高要求。
在现如今,以新技术深化应用为驱动,以新产业、新业态和新模式快速涌现为主要特征的“新质”时代,如何让光伏电站突破25年的关卡,增加寿命量尺的刻度线,是所有从业人员的心之所向。
我国光伏龙头企业,率先开启了技术攻坚战,通过一次一次的纪录突破,实现了电池发电效率和使用寿命的提升。以隆基Hi-MO X6 HPBC电池组件为例,组件效率超过25.8%的同时,功率衰减率也从标准设定的年均0.8%,降低至年均0.4%。使用25年以后,功率输出仍可保持88.9%的较高水平。
隆基Hi-MO X6产品功率衰减,图源:隆基官网
产品技术升级的同时,数智技术在光伏运维中的应用,也潜移默化延长着电站生命周期。比如能环宝自研的NiOS™智慧能源管理系统,凭借智能监测、智能告警、云票管理等主要功能,为服务的电站提供了全方位、高效能的运维保障。
通过智能监测,24小时不间断实现电站各项运行参数的数据读取,利用大数据、云计算,自动测算和抓取故障和安全隐患,即时触发告警机制,并通过短信、邮件等多种方式通知运维人员。同时,系统通过搭载气象站,可提供发电科学预测,为运维决策提供有力支持。
这种数字化和前瞻性的运维管理方式,能进一步延长电站寿命,提高整体运营效率和经济效益,从后市场为光伏产业的健康发展划上完美句号。
因此,光伏电站25年的生命线它只是一个标准线。在崭新的新能源科技时代,它甚至可以被定义为“底线”。而它的上限,则是科技发展的上限,更是人类智慧的上限。
那么,人类的智慧有上限吗?
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原文标题 : 光伏电站的寿命为什么是25年?只能是25年吗?
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