오늘날 설치된 태양광 패널은 2050년에도 여전히 전력을 생산할 것이지만 그 만큼은 아닐 것입니다. 모듈 성능 저하란 재무 모델이 프로젝트 수명 동안 유지되는지 여부를 결정하는 느리고 꾸준한 출력 침식입니다. LID, PID 및 연간 성능 저하율을 이해하면 장기 수율을 보호하는 모듈을 선택하는 데 도움이 됩니다.
태양광 패널 성능 저하 유형
광유도 열화(LID)
LID는 표준 P형 실리콘 셀의 햇빛 노출 후 처음 몇 시간에서 며칠 동안 발생합니다. 붕소-산소(BO) 복합체가 실리콘에 형성되어 전하 캐리어 수명을 줄이고 출력을 1~3% 감소시키는 결함을 생성합니다. LID는 일회성 이벤트입니다. 빠르게 안정화되며 모듈 수명 동안 지속되지 않습니다.
N형 실리콘(TOPCon, HJT, IBC)은 베이스 레이어에 붕소를 포함하지 않으며 본질적으로 LID에 면역입니다. — P형 PERC에 비해 N형 기술이 갖는 주요 성능 이점 중 하나입니다. LONGi, Jinko 및 Trina는 이제 데이터시트에서 LID가 0.5% 미만인 N형 TOPCon 모듈을 제공합니다.
잠재적 유발 성능 저하(PID)
PID는 모듈 프레임(접지)과 셀 사이의 높은 전위차로 인해 밀봉재와 유리를 통해 이온 이동이 발생할 때 발생합니다. 유리의 나트륨 이온은 셀 표면에 축적되어 출력을 감소시키는 션트 경로를 생성합니다. 때로는 심각한 영향을 받는 모듈에서 20~50%까지 감소합니다.
PID 위험은 다음에서 가장 높습니다.
- 덥고 습한 기후(상대습도가 지속적으로 60% 이상)
- 대형 스트링 전압 시스템(1000V 또는 1500V DC 버스)
- 음극 접지 또는 플로팅 인버터 구성
- 스트링의 음극 레일이 접지에 대해 상당히 음의 전위에 있는 시스템
PID 방지 모듈(IEC 62804에 따라 테스트됨)을 지정하고, 변압기 기반 인버터 또는 PID 보호 기능이 있는 인버터를 사용하고, 올바른 시스템 접지를 보장함으로써 PID를 완화할 수 있습니다. 일부 Sungrow 인버터에는 활성 PID 보상이 포함되어 있습니다.
장기적인 연간 성능 저하
LID 및 PID 외에도 모듈은 UV 노출, 열 순환 및 셀 금속화 변화로 인해 점진적인 성능 손실을 경험합니다. 이는 전원 보증서에 명시된 "연간 성능 저하율"입니다.
| 모듈 유형 | 일반적인 첫해 손실 | 연간 성능 저하(2~30년) | 25년차의 출력 |
|---|---|---|---|
| 표준 P형 PERC(모노) | 2~3%(LID) | 0.55%/년 | ~83~87% |
| 프리미엄 P형 PERC(LONGi, Jinko) | 1~2% | 0.45%/년 | ~87~90% |
| N형 TOPCon | <0.5%(뚜껑 없음) | 0.40%/년 | ~90~92% |
| HJT(이종접합) | <0.5% | 0.25~0.35%/년 | ~93~95% |
성능 저하가 수명 수율에 미치는 영향
0.40%/년과 0.55%/년 분해율 사이의 차이는 작은 것처럼 들리지만 상당히 복잡해집니다. 시운전 시 연간 1,400MWh를 생산하는 1MWp 시스템의 경우:
- 25년차에 연간 0.55% 모듈: 출력계수 ~86.6% → 1,213MWh/년
- 25년차에 0.40%/년 모듈: 출력계수 ~90.6% → 1,268MWh/년
- 차이점: 55MWh/년 → $0.10/kWh로 $5,500/년
- 누적 25년 차이: ~450MWh → $45,000의 수익 손실
P형 PERC에 비해 N형 TOPCon 모듈의 프리미엄은 일반적으로 $0.01~0.03/W입니다. 1MWp 시스템의 경우 $10,000~30,000입니다. 평생 수익률 혜택은 $45,000 이상이므로 대부분의 시장에서 NPV 기준으로 N 유형 프리미엄을 쉽게 정당화할 수 있습니다.
전원 보증에서 확인해야 할 사항
- 1년 보증: 정격 전력의 ≥97%(P형) 또는 ≥98%(N형)여야 합니다.
- 연간 성능 저하율: P형의 경우 0.55% 이하, N형의 경우 0.40% 이하입니다. 일부 프리미엄 모듈은 이제 연간 0.25~0.30%를 보증합니다.
- 25년 보증: 직접 비교 - 80.7%가 기존 표준입니다. 이제 ≥84.8%(LONGi Hi-MO X), ≥87.4%(Jinko Tiger Neo) 및 ≥89%(일부 HJT)를 달성할 수 있습니다.
- 선형 대 계단형: 항상 선형 보증을 선택하십시오. 단계적 보증(25년차에만 80% 보장)은 중간 연도의 과도한 성능 저하에 대한 보호를 제공하지 않습니다.
- PID 보증: 특히 습한 기후의 1500V DC 시스템에 대해 IEC 62804에 따른 PID 저항 테스트가 포함되어 있는지 확인하십시오.
현장 성능 저하율: 실제 데이터
NREL이 230개 이상의 실제 시스템에서 11,000개 이상의 모듈을 분석한 결과, 결정질 실리콘의 평균 성능 저하가 연간 0.5%로 나타났습니다. 이는 데이터시트 값과 일치합니다. 그러나 분포는 넓습니다. 하위 4분위 모듈은 주로 취급 및 설치 중 부적절한 기계적 보호로 인한 밀봉재 갈변, 박리 및 셀 균열로 인해 연간 1.0~1.5%씩 저하됩니다. 모듈 품질과 설치 품질 모두 중요합니다.