光伏電站的壽命為什么是25年?只能是25年嗎?
「如果在今年年初投建一座光伏電站,理論上到2050年,電站將面臨報廢!這是萬千電站投建和運營者,在建設(shè)前期都避不開要考慮的因素,也就是——光伏電站的25年生命周期。
為什么25年是個臨界點?
回答這個問題前,我們首先需要拆分一下光伏電站。在這樣一套發(fā)電系統(tǒng)中,有起到關(guān)鍵作用的主要發(fā)電設(shè)備,光伏組件;有主要電流轉(zhuǎn)換設(shè)備,逆變器;有系統(tǒng)輔助設(shè)施,支架、線纜、電表等。這個25年的系統(tǒng)壽命對標(biāo)的則是光伏組件的使用壽命,因為組件是整個系統(tǒng)中成本占比大頭,在保持正常發(fā)電的情況下,一般是不考慮更換的。
就像所有電器產(chǎn)品一樣,光伏組件在使用過程中,因自身老化和周圍不利環(huán)境,也存在耗損和功率衰減。按照國家對組件衰減的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定,衰減率超過20%的組件被視為壽終正寢。因為結(jié)合電力產(chǎn)出、運營成本、安全屬性等多方考量,標(biāo)準(zhǔn)值再打八折,其綜合效益很難達(dá)到營收目標(biāo)。按照標(biāo)準(zhǔn)制定時的技術(shù)水平,通過對各類型號的組件進(jìn)行試驗測算,光伏組件在25年的時間里會瀕臨20%衰減率的界點。
2021年,住建部在《建筑節(jié)能與可再生能源利用通用規(guī)范》中,也特別明確提出了新建建筑應(yīng)安裝太陽能系統(tǒng),其中光伏組件設(shè)計使用壽命應(yīng)高于25年。
可見,25年已成為光伏電站板上釘釘?shù)膲勖砍摺?/p>
除了組件的壽命匹配以外,逆變器也按照25年標(biāo)準(zhǔn)去設(shè)計,但在實際使用中,由于元器件的老化和損耗,通常10-15年左右需要進(jìn)行一次更換或重大維修。匯流箱及支架等設(shè)備在質(zhì)量過硬的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和正常維護(hù)下,25年的穩(wěn)定運行與承載是比較容易實現(xiàn)的。
雖然我們將25年期作為光伏電站終止使用的標(biāo)準(zhǔn),但并不意味著電站在跨過25歲時,會立刻失效。事實上,1983年,我國建起的第一座光伏電站,至今仍在發(fā)電。
當(dāng)時,受日本京瓷公司制造捐贈,甘肅省貧窮落后的園子岔鄉(xiāng)開創(chuàng)了光伏用電的先河。全村36戶居民,每家2只日光燈,靠著這座只有10kW裝機容量的光伏電站,迎來了光明。
我國首座光伏電站
如今41年過去了,當(dāng)時的10kW已衰減為7kW,對行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而言,它已經(jīng)過了退休的年齡。但對當(dāng)?shù)卮迕穸裕@座電站以頑強的生命力陪伴了多數(shù)人的半生,也迎接了一個個新的生命。
老電站的超長運行為業(yè)內(nèi)專家、學(xué)者帶來了啟示,無疑也是為光伏行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展提出了更高要求。
在現(xiàn)如今,以新技術(shù)深化應(yīng)用為驅(qū)動,以新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)和新模式快速涌現(xiàn)為主要特征的“新質(zhì)”時代,如何讓光伏電站突破25年的關(guān)卡,增加壽命量尺的刻度線,是所有從業(yè)人員的心之所向。
我國光伏龍頭企業(yè),率先開啟了技術(shù)攻堅戰(zhàn),通過一次一次的紀(jì)錄突破,實現(xiàn)了電池發(fā)電效率和使用壽命的提升。以隆基Hi-MO X6 HPBC電池組件為例,組件效率超過25.8%的同時,功率衰減率也從標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定的年均0.8%,降低至年均0.4%。使用25年以后,功率輸出仍可保持88.9%的較高水平。
隆基Hi-MO X6產(chǎn)品功率衰減,圖源:隆基官網(wǎng)
產(chǎn)品技術(shù)升級的同時,數(shù)智技術(shù)在光伏運維中的應(yīng)用,也潛移默化延長著電站生命周期。比如能環(huán)寶自研的NiOS™智慧能源管理系統(tǒng),憑借智能監(jiān)測、智能告警、云票管理等主要功能,為服務(wù)的電站提供了全方位、高效能的運維保障。
通過智能監(jiān)測,24小時不間斷實現(xiàn)電站各項運行參數(shù)的數(shù)據(jù)讀取,利用大數(shù)據(jù)、云計算,自動測算和抓取故障和安全隱患,即時觸發(fā)告警機制,并通過短信、郵件等多種方式通知運維人員。同時,系統(tǒng)通過搭載氣象站,可提供發(fā)電科學(xué)預(yù)測,為運維決策提供有力支持。
這種數(shù)字化和前瞻性的運維管理方式,能進(jìn)一步延長電站壽命,提高整體運營效率和經(jīng)濟(jì)效益,從后市場為光伏產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展劃上完美句號。
因此,光伏電站25年的生命線它只是一個標(biāo)準(zhǔn)線。在嶄新的新能源科技時代,它甚至可以被定義為“底線”。而它的上限,則是科技發(fā)展的上限,更是人類智慧的上限。
那么,人類的智慧有上限嗎?
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