Một tấm pin mặt trời được lắp đặt ngày nay vẫn sẽ tạo ra điện vào năm 2050 - nhưng không nhiều. Suy thoái mô-đun là sự xói mòn đầu ra chậm, đều đặn, quyết định liệu mô hình tài chính của bạn có duy trì được trong suốt vòng đời của dự án hay không. Hiểu LID, PID và tốc độ suy giảm hàng năm giúp bạn chọn các mô-đun bảo vệ năng suất lâu dài.
Các loại suy thoái của tấm pin mặt trời
Suy thoái do ánh sáng (LID)
LID xảy ra trong những giờ đầu tiên đến những ngày tiếp xúc với ánh sáng mặt trời đối với tế bào silicon loại P tiêu chuẩn. Các phức hợp Boron-oxy (BO) hình thành trong silicon, tạo ra các khiếm khuyết làm giảm tuổi thọ của hạt mang điện và cắt giảm sản lượng từ 1–3%. LID là sự kiện xảy ra một lần — nó ổn định nhanh chóng và không tiếp tục trong suốt vòng đời của mô-đun.
Silicon loại N (TOPCon, HJT, IBC) không chứa boron trong lớp nền và về cơ bản là miễn dịch với LID - một trong những ưu điểm chính về hiệu suất của công nghệ loại N so với PERC loại P. LONGi, Jinko và Trina hiện cung cấp các mô-đun TOPCon loại N với LID <0,5% trong bảng dữ liệu của họ.
Suy thoái tiềm năng gây ra (PID)
PID xảy ra khi có sự chênh lệch điện thế cao giữa khung mô-đun (mặt đất) và tế bào gây ra sự di chuyển ion qua chất đóng gói và kính. Các ion natri từ thủy tinh tích tụ ở bề mặt tế bào và tạo ra các đường dẫn làm giảm hiệu suất — đôi khi tới 20–50% ở các mô-đun bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Nguy cơ PID cao nhất ở:
- Khí hậu nóng ẩm (độ ẩm tương đối luôn trên 60%)
- Hệ thống điện áp dây lớn (bus DC 1000V hoặc 1500V)
- Cấu hình biến tần nối đất âm hoặc nổi
- Các hệ thống trong đó đường ray âm của sợi dây có điện thế âm đáng kể so với đất
Có thể giảm thiểu PID bằng cách chỉ định các mô-đun kháng PID (được thử nghiệm theo tiêu chuẩn IEC 62804), sử dụng bộ biến tần dựa trên máy biến áp hoặc bộ biến tần có tính năng bảo vệ PID và đảm bảo nối đất hệ thống chính xác. Một số bộ biến tần Sungrow có tính năng bù PID chủ động.
Suy thoái hàng năm dài hạn
Ngoài LID và PID, các mô-đun bị giảm dần hiệu suất do tiếp xúc với tia cực tím, chu kỳ nhiệt và thay đổi kim loại hóa tế bào. Đây là "tốc độ xuống cấp hàng năm" được quy định trong bảo hành điện năng.
| Loại mô-đun | Khoản lỗ năm đầu tiên điển hình | Suy thoái hàng năm (năm 2–30) | Sản lượng ở năm 25 |
|---|---|---|---|
| PERC loại P tiêu chuẩn (mono) | 2–3% (NẮP) | 0,55%/năm | ~83–87% |
| PERC loại P cao cấp (LONGi, Jinko) | 1–2% | 0,45%/năm | ~87–90% |
| TOPCon loại N | <0,5% (không có LID) | 0,40%/năm | ~90–92% |
| HJT (Dị thể) | <0,5% | 0,25–0,35%/năm | ~93–95% |
Sự suy thoái ảnh hưởng đến năng suất trọn đời như thế nào
Sự khác biệt giữa tốc độ suy thoái 0,40%/năm và 0,55%/năm nghe có vẻ nhỏ nhưng lại hợp lý đáng kể. Đối với hệ thống 1 MWp phát điện 1.400 MWh/năm khi vận hành:
- Mô-đun 0,55%/năm ở năm thứ 25: Hệ số sản lượng ~86,6% → 1.213 MWh/năm
- Mô-đun 0,40%/năm ở năm thứ 25: Hệ số sản lượng ~90,6% → 1.268 MWh/năm
- Sự khác biệt: 55 MWh/năm → 5.500 USD/năm ở mức 0,10 USD/kWh
- Chênh lệch tích lũy 25 năm: ~450 MWh → 45.000 USD doanh thu bị mất
Phí bảo hiểm cho các mô-đun TOPCon loại N so với PERC loại P thường là 0,01–0,03 USD/W — đối với hệ thống 1 MWp, 10.000–30.000 USD. Lợi ích lợi nhuận trọn đời là hơn 45.000 USD, khiến phí bảo hiểm loại N dễ dàng được chứng minh trên cơ sở NPV ở hầu hết các thị trường.
Những gì cần kiểm tra trong bảo hành điện năng
- Bảo hành năm đầu tiên: Phải ≥97% công suất định mức (loại P) hoặc ≥98% (loại N)
- Tốc độ suy thoái hàng năm: 0,55% đối với loại P, 0,40% đối với loại N. Một số mô-đun cao cấp hiện đảm bảo mức lãi suất 0,25–0,30%/năm.
- Bảo đảm năm 25: So sánh trực tiếp - 80,7% là tiêu chuẩn cũ; Hiện có thể đạt được ≥84,8% (LONGi Hi-MO X), ≥87,4% (Jinko Tiger Neo) và ≥89% (một số HJT).
- Tuyến tính so với bước: Luôn chọn chế độ bảo hành tuyến tính. Bảo hành từng bước (chỉ được đảm bảo 80% ở năm thứ 25) không cung cấp sự bảo vệ chống lại sự xuống cấp quá mức trong những năm trung gian.
- Bảo hành PID: Xác nhận thử nghiệm điện trở PID theo IEC 62804 được bao gồm, đặc biệt đối với các hệ thống DC 1500V ở vùng khí hậu ẩm ướt.
Tốc độ xuống cấp tại hiện trường: dữ liệu trong thế giới thực
Phân tích của NREL đối với hơn 11.000 mô-đun từ hơn 230 hệ thống trong thế giới thực cho thấy mức độ suy giảm trung bình là 0,5%/năm đối với silicon tinh thể — phù hợp với các giá trị trong bảng dữ liệu. Tuy nhiên, mức độ phân bố rất rộng: các mô-đun ở phần tư đáy suy giảm ở mức 1,0–1,5%/năm, chủ yếu là do chất bao bọc bị hóa nâu, tách lớp và nứt tế bào do bảo vệ cơ học không đủ trong quá trình xử lý và lắp đặt. Chất lượng mô-đun và chất lượng cài đặt đều quan trọng.