Hvorfor fejler nogle sollyspæle modeller efter én vintersæson?

Hvordan lave temperaturer reducerer batterikapaciteten med op til 50 %

Når det bliver rigtig koldt udenfor, fungerer sollyspær ikke lige så godt, fordi de kemiske reaktioner inde i batterierne bremses betydeligt. Lithium-ion-batterier har især svært ved det, når temperaturen falder under nul grader Celsius. Ved omkring minus 20 grader kan disse batterier faktisk miste mellem 40 og 50 procent af deres normale kapacitet. Årsagen? Elektrolytten indeni bliver tykkere, hvilket gør det sværere for ionerne at bevæge sig frem og tilbage mellem elektroderne. Som følge heraf skal batteriet arbejde meget hårdere end normalt, hvilket belaster det mere og forkorter dets levetid. Tag et typisk sollys beregnet til 12 timers belysning ved stuetemperatur. I disse frysende forhold oplever de fleste dog, at deres pærer kun holder måske 6 eller 7 timer, før de skal oplades igen.

Lithium-ion mod LiFePO4-batterier i minusgrader: En ydelsesmåling

Selvom begge batterityper oplever nedsat effektivitet i kolde klimaer, yder LiFePO4 (lithium-jern-fosfat) bedre end almindelige lithium-ion-modeller:

LiFePO4-batterier tåler også dybere afladninger og er mere modstandsdygtige over for korrosion, hvilket gør dem 72 % mindre tilbøjelige til at svigte efter sæsonbetingerede temperatursvingninger sammenlignet med lithium-ion-alternativer.

Døde eller korroderede batterier som en førende årsag til systemfejl

Omkring to tredjedele af vinterens batteriproblemer i sollyspærre opstår på grund af fugt, der trænger ind, og de konstante fryse-tø-cykler, som vi alle hader så meget. Hvad går egentlig galt? Jo, vanddamp har tendens til at korrodere terminalerne over tid. Nogle gange svulmer batterierne op, når is dannes inde i beskadigede kabinetter. Og så findes der også det fænomen, hvor batterier mister evnen til at holde ladning, hvis de gentagne gange underrades under kolde perioder. Den gode nyhed er, at ved at placere disse batterier i bedre forseglede kabinetter og anvende en form for beskyttende belægning mod rust, kan man virkelig forlænge deres levetid. Feltforsøg viser, at batterier behandlet på denne måde typisk forbliver funktionsdygtige omkring en halv til to år længere under barske vinterforhold.

Nedsat sollysudsættelse og solpanelers effektivitet om vinteren

Kortere dagslysperioder og dårlig sollysudsættelse begrænser opladningscykluser

Når vinteren kommer, ved vi alle, hvad der sker med vores dage – de bliver kortere og kortere. Sollyset falder faktisk ret meget, måske mellem en tredjedel og halvdelen mindre end det, vi får i sommermånederne. For de solcelledrevne gadelamper, der står højt oppe længere mod nord, kan det betyde, at de kun modtager omkring fire til fem gode soltimer om dagen på det meste. Det betyder, at batterierne i disse lamper løber tør hurtigere, end de egentlig bør ifølge deres konstruktionspecifikationer. Med tiden skaber dette problemer med korrekt opladning, hvilket resulterer i, at batterierne slidtes væk langt tidligere, end man skulle forvente. Snart begynder folk derfor at opleve, at deres lamper fejler, selvom de slet ikke burde gøre det endnu.

Sne, snavsophobning og nedsat effektivitet af solpaneler

Når sne lægger sig på solpaneler, kan det reducere deres effektivitet med op til halvdelen eller helt ned til nul, indtil nogen fjerner den. Vinterstorme efterlader også snavs og isrester, der blokerer omkring en femtedel til en fjerdedel af sollyset, der når panelerne. Frossent materiale sidder fast på paneler langt værre end almindelig støv, så rengøring kræver specielt udstyr for at undgå små revner i de dyre solceller. Solinstallationer med en vinkel på ca. 45 til 60 grader har bedre evne til at slippe af med sne sammenlignet med paneler monteret fladt på tage, især når de ikke er indrammet i metalstel. Denne hældning gør stor forskel for at opretholde strømproduktionen i de kolde måneder.

Forkert panelorientering (ikke sydvendt) og sæsonbetingede skyggeproblemer

Solfanger installeret på øst- eller vestvægge har en tendens til at producere omkring 18 til måske endnu 27 procent mindre strøm i vintermånederne sammenlignet med dem, der vender mod syd, og som bedre fanger den lavtstående vintersol. Problemet forværres også med årstidsændringerne. De stedbærende træer, der ser så pæne ud i vores haver, kaster meget længere skygger om vinteren, fordi solen står cirka 40 grader lavere på himlen sammenlignet med sommertiden. Og det betyder meget. Ifølge nogle undersøgelser foretaget sidste år havde omkring to tredjedele af alle solcelleanlæg, der ikke fungerede korrekt om vinteren, deres paneler blokeret af noget i mindst tre fulde timer hver dag. Den slags forhindringer reducerer virkelig det, hjemmeejere kan forvente fra deres investering.

Vandtrængsel, tætningsfejl og utilstrækkelig vejrmodstand

Fugttrængsel på grund af utilstrækkelige IP-klassificeringer og tætningsdefekter

Sollys til gaden har brug for god tætning for at overleve de sæsonmæssige ændringer, vi ser igennem året. Alt med en klassificering under IP65 er egentlig ikke velegnet til udendørs brug, da det blot inviterer problemer med fugt, der trænger ind gennem sprækker, kabler, der går ind og ud, eller gamle slidte tætninger. Ifølge en brancheundersøgelse sidste år havde omkring seks ud af ti defekte sollyspær problemer med rustdannelse ved tilslutningerne eller batterier, der svulmede på grund af fugt inde i. Temperaturforskellene behøver ikke engang at være særlig store – allerede en svingning på 15 grader fra dag til nat kan skabe tilstrækkelig kondens gennem små utætheder til at fremskynde metalnedbrydning. Hvad sker der så? Lysene begynder at opføre sig uforudsigeligt eller holder simpelthen op med at fungere efter ca. 8 til 12 måneder, når de er udsat for vinterforhold.

Fysisk beskadigelse pga. snebelastning, istvælling og ekstreme vejrforhold

Vinterstorme udøver virkelig ekstra belastning på strukturerne til sollyspæle. Når sne ophobes over 30 pund per kvadrattomme, begynder det at bøje de aluminiumsmonterede beslag. Og lad os ikke engang tale om is, der udvider sig inde i revner i kabinetterne – det skaber et tryk på omkring 2.000 psi, som faktisk kan sprænge de gennemsigtige plastlinsers. Den konstante fryse- og tøcyklus nedbryder også silikontætninger, så vejsalt og smeltevand kan trænge ind, hvor de ikke hører hjemme. Sollyspæle uden ordentlig beskyttelse mod is eller solid vindfastgørelse har en tendens til at gå i stykker cirka tre gange hurtigere i områder, hvor temperaturen forbliver under frysepunktet i uger ad gangen. Og når der kommer et pludseligt fald i temperaturen, trækker metaldele sig så meget sammen, at lodninger på kredsløbskort simpelthen brister. De fleste bemærker ikke dette problem, før de foretager deres sædvanlige eftersyn om foråret, når alt pludselig ser ud til at være gået i stå.

Komponentkvalitet, systemdimensionering og designfejl

Brug af komponenter med lav kvalitet, der svigter under vinterlig belastning

Mange problemer med sollyspærer skyldes faktisk producenter, der skårer ned på materialer for at spare penge. De plastikdæksler, der bruges, har tendens til at revne, når temperaturen falder under frysepunktet, omkring 14 grader Fahrenheit. Og de billige tætninger holder heller ikke særlig godt, hvilket tillader vand at trænge ind og beskadige elektronikken. En nyligt udgivet rapport fra 2022 om udstyr til vedvarende energi viste også noget interessant. Sollyspærer med almindelige standardlithiumbatterier havde næsten tre gange flere fejl i vintermånederne sammenlignet med modeller med specielle komponenter, der er designet til ekstreme temperaturer. Det giver god mening, da ingen ønsker, at belysningen i haven svigter netop i det øjeblik, man har mest brug for den, efter en lang dag ude i det fri.

For små solpaneler og ukorrekt sammentrillede systemkonfigurationer

De kolde måneder kræver omkring 30 til 50 procent mere strøm hver dag for blot at kompensere for de kortere dagslysperioder, og fordi batterier ikke holder deres opladning lige så godt, når det er frostvejr udenfor. Mange sollyspærer ender med at yde utilstrækkeligt om vinteren, da de leveres med paneler, som ganske enkelt er for små til det, de skal udføre. Se på de fleste modeller på markedet i dag – noget med under 15 watt paneleffekt, der skal drive en 12 watt LED-pære? Den kombination klarer sjældent opgaven ordentligt allerede i december eller januar. Og lad os ikke glemme opladningsregulatoren. Når disse enheder ikke kan justere deres spændingsoutput korrekt ved frosttemperaturer, forværres det kun for batteriets levetid over tid.

Afgørende konstruktionsfejl: Batteri- og panels størrelse til drift i koldt vejr

Effektiv vinterberedskab kræver:

• Batteristørrelse : Mindst 120 % af sommerkapaciteten for at kompensere for litium-ionens 20–35 % kapacitetsfald ved -20°C
• Panelorientering : Sand sydrettet hældning i vinkler på 45–60° for at maksimere optagelsen af lavtstående vinter-sollys
• Redundans : Sekundære opladningsregulatorer for at forhindre kredsløbsfejl forårsaget af isopbygning

Systemer, der ignorerer disse designprincipper, risikerer ofte total nedlukning efter 80–100 vintercykler på grund af irreversibel energimangel og kemisk nedbrydning.

Vedligeholdelsesrutiner for at forlænge levetiden for sollyspæle

Betydningen af regelmæssig rengøring, inspektion og proaktiv vedligeholdelse

Almindelig vedligeholdelse hjælper virkelig med at forhindre ydelsesfald, der opstår, når vinteren kommer. At rengøre solpaneler en gang om måneden med mikrofiberklude af god kvalitet kan forhindre omkring en fjerdedel til måske endda en tredjedel af deres effektivitet i at forsvinde på grund af snavsophobning. At få panelerne korrekt justeret efter årstiden gør en stor forskel, når dagslysets timer bliver så korte. For batterier er det ret vigtigt at tjekke dem hvert tredje kvartal for tegn på korrosion eller fugt inde i kompartmenterne. Terminalerne skal rengøres grundigt to gange om året for at sikre, at alt leder strøm korrekt. Vent ikke med at udskifte linseafslutninger, hvis de begynder at vise revner, da de bør udskiftes med det samme. Og lad os ikke glemme at opdatere softwaren til de intelligente opladningssystemer, inden det kolde vejr rammer.

Hvordan forsømmelse fremskynder batterideteriorering og systemfejl

Når almindelig vedligeholdelse ignoreres, begynder sollyspæres dele at arbejde langt hårdere, end de burde. Snavsede paneler nedsætter mængden af opladning, de kan modtage, hvilket fører til dybe udladninger, der kan slibe lithium-ion-batterier ned op til dobbelt så hurtigt eller endnu værre. Forbindelser, der er begyndt at korrodere, bliver til små problemområder, hvor strømmen kæmper for at passere igennem, hvilket forkorter den faktiske driftstid mellem 40 % og næsten halvdelen. Mikroskopiske revner, som ingen lægger mærke til i tætningerne, lader vand snige sig ind, og det er typisk det, der får styreboardene til at gå ned, når temperaturen falder under frysepunktet. Alle disse problemer opbygges over tid, og inden folk ved af det, er hele systemet sammenbrudt lige præcis når vinteren er ved at vende tilbage.

FAQ-sektion

Hvorfor yder sollyspærer dårligt i koldt vejr?

I koldt vejr bliver de kemiske reaktioner i batterier langsommere, og lithium-ion-batterier mister betydelig kapacitet på grund af tykning af elektrolytter, hvilket nedsætter effektivitet og levetid.

Hvordan sammenlignes LiFePO4-batterier med lithium-ion i kolde klimaer?

LiFePO4-batterier bevarer mere kapacitet, tåler dybere afladninger, er modstandsdygtige over for korrosion og viser højere termisk stabilitet i forhold til almindelige lithium-ion-batterier i kolde klimaer.

Hvad fører til systemfejl i sollyspærer om vinteren?

Fugtindtrængning, fryse- og tøcyklusser samt korrosion fører ofte til systemfejl sammen med utilstrækkelig tætning og utilstrækkelige IP-klassificeringer.

Hvordan påvirker reduceret sollys solcellepanelers effektivitet om vinteren?

Kortere dagslysperioder og ringe solpåvirkning nedsætter opladningscyklerne, og paneler kan miste effektivitet på grund af sne- og snavsopbygning.

Hvilke vedligeholdelsesrutiner kan forlænge levetiden for sollyspærer?

Regelmæssig rengøring, inspektion, justering og proaktivt vedligeholdelse samt softwareopdatering før det kolde vejr indtræffer, er afgørende for at forlænge sollyspærers levetid.