В сети набрел на диссертацию Зезина Дениса Анатольевича от 2014 года на тему
ДЕГРАДАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ТОНКОПЛЁНОЧНЫХ СОЛНЕЧНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ
Вашему вниманию представлена последняя глава, где оценена продолжительность жизненного цикла солнечной электростанции и некоторые выводы.
[...]Далее было проведено моделирование простой солнечной станции. При создании макета станции требовалось получить заданную мощность (от 1 до100МВт) при использовании типового модуля (60 монокристаллических пластин, спаянных в виде двух лент по 30 элементов), мощностью 150 Вт (15 В, 10 А). При этом максимальное напряжение по постоянному току не должно превышать 1кВ (использовались требования правил эксплуатации энергоустановок в Евросоюзе).
Для того чтобы удовлетворить этим требованиям, солнечные модули соединялись последовательно до получения максимально возможного напряжения, недостающая мощность вырабатывалась аналогичными цепочками модулей, соединёнными параллельно, за счёт вырабатываемого тока.
Безотказная работа модулей определяется надёжностью самих солнечные ячеек, а также паяных соединений, обеспечивающих электрический контакт между ячейками. При соединении модулей в цепочки необходимо использовать штекеры, поскольку внешние выводы, в отличие от паяных соединений, находятся в непосредственном контакте с окружающей средой. Кроме того, каждая такая цепочка снабжается инвертором, который необходим для преобразования постоянного тока в переменный. По этим причинам безотказная работа солнечной электростанции также зависит от надёжности штекеров и инверторов.
При расчётах надёжности предполагалось, что все необходимые электротехнические соединения и оборудование (паяные соединения, штекеры и инверторы) подчиняются экспоненциальному закону распределения. То есть, их отказы рассматривались только как внезапные, интенсивность которых не меняется со временем.
Средние время наработки на отказ для каждого элемента модели были выбраны близкими к реальным [60]: паяное соединение - 105 [ч] (~10 лет), штекер и инвертор – 5*104 [ч] (~5 лет).
На рисунках представлены результаты моделирования. На этих графиках можно заметить, что благодаря большому количеству включённых параллельно цепочек модулей, вероятность безотказной работы солнечной электростанции, близкая к 100%, имеет место на более длительном промежутке времени. Затем наблюдается стремительное снижение вероятности безотказной работы, пропорциональное количеству элементов. Подобное поведение системы напоминает интегральные схемы с резервированием.
Вероятность безотказной работы стандартного модуля и солнечных электростанций
Вероятность безотказной работы солнечных электростанций разной мощности
Одна из особенностей солнечных электростанций – требование большого количества свободной площади. При этом возможности транспорта ограничивают размер одного фотоэлектрического модуля. Как следствие для постройки электростанции мощностью, например, в 100 МВт из стандартных модулей мощностью, скажем, 100 Вт необходимо сформировать миллион соединений. Кроме того, каждый солнечный модуль также состоит из 20-60 солнечных элементов, которые тоже необходимо соединить. Потребность современных солнечных электростанций в большом количестве соединений напоминает аналогичную потребность электроники при переходе от навесного монтажа к интегральным технологиям.
В качестве мер для повышения надёжности можно предложить использование «умных модулей» - устройств, которые по своему прямому назначению выполняют ту же функцию, что и солнечные модули, однако они снабжены дополнительной электроникой, которая обеспечивает закорачивание вышедших из строя элементов. Подобная система необходима, поскольку один вышедший из строя элемент отключает всю цепочку модулей. Безусловно, на крупных электростанциях большое количество параллельных соединений позволяет отсрочить момент выхода электростанции, но потери мощности будут накапливаться. Подобные системы сейчас только разрабатываются в разрезе обеспечения работы батареи в условиях частичного затенения (например [61]), поскольку плохо освещённая оказывается фактически не работающей. Подобные разработки могут оказаться полезными и для обеспечения надёжности солнечных батарей.
С развитием солнечной энергетики и ростом мощностей солнечных электростанций, их конструкция должна определяться не только целевыми энергетическими показателями, но и
надёжностью конструкции этой электростанции. Даже элементы, которые сами по себе имеют высокие показатели средней наработки на
отказ, при больших количествах используемых элементов не обеспечивают высокие показатели надёжности.
Комментарии
Что за лютый бред... 1000 часов наработки, говорите?
http://www.solarhome.ru/basics/pv/pv_longevity.htm
никто не говорит что они все накроются за 1000 часов. но вероятность досрочного выхода имеется.
но нельзя утверждать, что они все проработают 24 года. это среднее по больнице.
просто когда схема состоит из множества элементов даже малая вероятность рано или поздно реализуется. и это бьет по всей схеме.
хехехе
Там еще веселей. Оказывается на рынке есть четыре класса батарей. С гарантированным сроком эксплуатации в 40-50 лет, 15-25 лет, 10-15 и до 10 лет:
У первого класса цена космическая и используются они только в космосе. Но вот о каких панелях нам заливают на всех этих "зеленых" сайтах, а какие есть в продаже для простых смертных ? Бгггг
Обслуживание солнечных батарей с точки зрения поражения электрическим током очень сложное. Батарея, если хоть немного солнце светит, всегда находится под напряжением. Требуется применять оборудование с двойной или усиленной изоляцией. Обслуживающий персонал должен иметь навыки работы под напряжением.
Есть стандарт ГОСТ Р 50571.7.712-2013 ЭЛЕКТРОУСТАНОВКИ НИЗКОВОЛЬТНЫЕ Часть 7-712
Требования к специальным электроустановкам или местам их расположения. Системы питания с использованием фотоэлектрических (ФЭ) солнечных батарей.
Это не бред. Это оценка надежности сложного изделия. Могут быть вопрос о точности параметров модели. Но в целом, так и счетается вероятность отказа и плотность потока отказов.
К примеру, в дата-центрах подобным образом вычисляется количество ящиков жестких дисков, закупаемых ежемесячно на замену.
Это при том, что в рекламных проспектах для одного экземпляра жесткого диска известные бренды пишут MBTF = 1 миллион часов.
Перенести в раздел "инфомусор".
Хехе. Есть и более впечатляющие результаты. Вы полазийте по сайтам реальных владельцев. Там у некоторых и до 50% есть, при том что производитель отказывает в гарантии, так как "неправильная эксплуатация, в неподходящих для изделия условиях.
Деградация современных солнечных панелей составляет 0,23% (монокристалл)-0,5% (поликристалл) в год.
Цифры 1%-5% опровергаются этой научной работой (см. раздел 3. Problematic determination of system parameters and calculation errors).
Британские ученые много чего утверждают. Сначала чище дизеля у них ничего нет, а как грант стали давать за электрокары - так оказалось, что дизель - это очень не экологично.
Упорот? Если одна научная работа опровергает другую - то это лишь повод для дополнительных исследований. Без них никто не имеет права сказать - какая работа правильная.
Пусть поспорить с этими графиками:
Mordred в целом в стате правильно написано, но как всегда есть но. Если я правильно понял они учитывают только проблемы от старения самих панелей (естественного старения самих фотоэлементов), но они ни как не учитывают влияние внешнего фактора (вода, мороз, высокая влажность, пыль и т.д.). А по факту именно внешний фактор вносит львинную долю проблем.
Из диссертации:
Специфика деградации солнечных батарей на основе CdTe сводиться к
следующим фактам [31, 34 - 35]:
• минимальные различия в технологии приводят к серьёзным
различиям в характеристиках образцов: даже в одной промышленной
партии можно обнаружить образцы с большим разбросом параметров
солнечной батареи;
• отмечается существование исключительно стабильных образцов, не
подверженных старению, кроме того, некоторые образцы даже
демонстрировали увеличение КПД со временем;
• темп деградации солнечных батарей, наблюдаемый в режиме
холостого хода, выше, чем в режиме оптимальной нагрузки и
короткого замыкания;
• темп деградации увеличивается при росте температуры;
• по мере деградации дефектность решетки повышается.
CdTe - инфракрасная экзотика, их кол-во в реальности стремится к нулю.
Там у обычных кремниевых примерно тоже самое.
Этот тип автор выделил в перспективные.
Перспективность только в потенциальной дешевизне (технология выращивания квантовых точек в растворе проста, как самогоноварение), а существенный КПД на них нельзя получить из-за ИК-диапазона, ну и теллурий на помойках не валяется.
Из этого же исследования:
Автор что, навсегда завис в 20 веке?
Можно все сваривать и пропаивать, но тогда и начальный монтаж и модульный ремонт и замена будет обходиться прилично дороже.
Зачем сваривать, когда есть специальные коннекторы для солнечных батарей.
Штекер — электрический соединитель.
Коннектор — устройство для соединения электрических цепей между собой.
при этом оба определения ссылаются на статью про
Электри́ческий соедини́тель (разъём) — электротехническое устройство, предназначенное для механического соединения и разъединения электрических цепей. Обычно состоит из двух или более частей: вилки и соответствующей ей розетки.
поясните в чем разница при использовании этих наименований?
нет тут никакой разницы скорей всего.
штекер - вариант немецкого слова stecken, (много немецких слов используется в русском языке) , это слово означает - втыкать (то бишь если что-то воткнуто или торчит где-то, если грубо), не совсем конечно прямо один в один, в немецком оно употребляется с некоторыми вспомогательными словами.
коннектор - слово английское, что значит соединять, соединение, что не противоречит штекеру.
Не обращайте внимание, тут некоторые от "большого" ума к буквам и запятым цепляться начали
Россия издревле входила в германскую технологическую зону. От того и заимствование немецких технических терминов. Шуруп это schraube, штангенциркуль, а не английский caliper.
вы удивитесь наверно, но штангенциркуль на немецком - Meßschieber / мессшибер
что такое "германская технологическая зона" я не знаю, но судя по тому что в техническом русском языке присутствуют также и английские слова, то Россия входит и в "английскую технологическую зону" ))
Ну а так как сам Пётр Первый обучался морскому делу в Голландии, то наверно и в "голландскую технологическую зону".
А может правильнее переводить на немецкий Stangenzirkel ? Типов штангенциркулей много. Вот, например, немцы выделят особым словом (да и в отдельный класс) штангенциркули с винтом.
Я смотрел на те, которые появились при возникновении промышленности.
А голландцев можно отнести к немецкой зоне.
А какие слова имеете в виду в русском из английского? Трубная резьба?
"А может правильнее переводить на немецкий Stangenzirkel ?"
Зачем?
Есть стандартное слово в немецком для этого.
А под словом штангенциркуль, немцы подразумевают немножко другое.
В старые времена скорей всего использовалось это слово, когда предметы имели и другой вид.
голландский, да, с немецким в одной языковой группе, как и английский.
английские слова: болт например, из новых - драйвер, из бытовых - полувер,
да много
Под штангенциркулем немцы понимают разметочный инструмент со шкалой. Что и кажется, что заимствование было давно, до специализации инструмента. Еще примеры технических терминов, в которых слышатся немецкие корни: зензубель, штихль, рейсмус, зенкер, шабер, штифт, цапфа, цанга, хон и хонингование... Что быстро пришло в голову.
Массово из английского технического стали заимствоваться слова только недавно. Драйвер мыши, вообще, из американского перешел.
Соединения без пайки и сварки это все те же самые "штекеры" вид сбоку )
Только надежность соединения у коннекторов в разы больше, чем у тех же самых штекеров, поэтому непонятно о каких штекерах говорит автор.
Вы знаете про существование оксидной пленки на поверхности металлов? Почитайте , это доступно
Интернет как по-вашему тогда работает? Каждые 1000 часов все соединения меняют?
написано же. и причем тут интернет? там те же токи, напряжения, условия?
Ну возьмите электросети, если вам не нравится интернет. Ниже уже написали сроки службы компонентов для интернета. Они никак не коррелируют с данной статьей.
почему он вообще должен коррелировать с данной статьей?
в работе есть ссылка, сходите и посмотрите что откуда берется.
Потому что здесь и там соединения, здесь и там есть уличные условия. Для панелей условия конечно пожестче, но так их и делают не дураки. Думается, что эти условия уже учтены при разработке.
а все остальное конечно одинаково... вы пройдите лучше по ссылке....
Как то так....
Кавай! Вот так с цифровых сияющих вершин постиндустриала в грязь глючного железа! Как из Альбац окатило!
Какого уровня локалку Вы поддерживали в работоспособном состоянии? Интернет изначально планировался защищённым от сбоев отдельных узлов. И тем не менее каждый знаком с отсутствием пинга к провайдеру.
Это у провайдера. А оборудование, которое стоит на нашем многоквартирном доме с проводами, стоит уже 5 лет как и без всяких ремонтов. Только иногда подключают новых пользователей.
А вы что, такой продвинутый и не знаете, что провайдеры иногда проводят различные тех работы и для этого временно отключают сеть?
есть такая милая штука в этом мире тепловая диффузия - для тонких и относительно тонких тех. процессов производства чипов она смертельна - она очень хорошо ограничивает время жизни чипов отметкой в 5-7 лет.....
а еще есть старение пластиков и хорошо если это корпус.... а если это диэлектрик в кондерах? или Изолоятор в трансформаторах?
гарантировать то возьметесь что железо там не менялось? и доказать сможете?
Так и вы не сможете гарантировать. Может там ПО менялось, а может и железо. Кстати процам, например, по барабану на всякие диффузии, так что всё в конечном итоге зависит от материалов. Во всяком случае, горят они ну очень редко.
Нда? - я вот имею ОБОСНОВАННЫЕ данные что процы и память от дифузии страдают больше всего - например процов Тоньше 40нм очень мало возрастных - дохнут.
Это уже, я бы сказал, издержки производства. )
Есть понятие конструктивного исполнения. Работа на улице это не тоже самое, что в офисе. Тропический климат накладывпет дополнительные требования. Соединения на уличных кабелях надежны, но стоимость их высокая, по сравнению с офисным RJ-45.
Если штекер обозвать коннектором он работает в 10 раз надежнее ?
В штекере или коннекторе неважно все равно присутствует пайка, подведенного провода к непосредственно контактам.
Про обжимные соединения слышали ?
Особенно примечательны устаревшие коннекторы IDE для жестких дисков. Но ведь коннекторы !
Страницы