太陽電池の寿命はどのくらい
太陽光発電 大部分の製品が稼働できると推測される「期待寿命」とメーカーが性能を保証する「保証期間」がある。メーカーの製造ミスで早期出力低下などトラブルが起こることもある。通常の経年劣化による出力低下は20年で1割未満とされる。
ソーラーパネルは税制面において、法定耐用年数が17年と定められている[92]。ただし産業用として設置されたものについては、形態によっては製造設備の一部とみなされるため、設備としての耐用年数（3∼17年）が適用される[注 2]。
屋外用大型モジュールの期待寿命は、過去の製品の結果から一般に20-30年以上とされる[94][95]。期待寿命は明確に定められておらず、統一基準も無い。
国際宇宙ステーション ISSの電力源は、太陽光を電気に変換する太陽電池である。組立フライト4A(2000年11月30日のSTS-97)以前は、ザーリャとズヴェズダに装備されたロシアの太陽電池が唯一の電源だった。ISSのロシアの部分は、スペースシャトルと同じ28ボルトの直流電力を使用する。ISSの他の部分には、トラスに設置された太陽電池から、130 - 180ボルトの直流電力が供給される。電力は直流160ボルトに安定化されて分配され、さらにユーザーが必要とする124ボルトの直流に変換される。電力はコンバータによってISSの米露のセグメントに分配される。ロシアの科学電力プラットフォームがキャンセルされ、ロシア区画もアメリカが設置した太陽電池の電力供給に依存することになったため、この電力分配機構は重要である。
ISSのアメリカ区画では、高圧(130-160ボルト)配電を行うことで電流を小さくし、電線をより細くすることができて、軽量化できた。
太陽電池パドルは、太陽エネルギーを最大にするために、常に太陽を追尾する。パドルは、面積375平方メートル、長さ58メートル。完全に完成した構成では、太陽電池パドルはS3とP3トラスに装備されたアルファジンバル (SARJ) を軌道1周回にあわせて1回転させることによって太陽を追跡する。ベータジンバル (BGA) は軌道面と太陽の角度に合わせて角度を調整するもので、このアルファ軸とベータ軸の2軸の動きを組み合わせることで発生電力を最適化している(発生電力が多すぎる場合も角度を調節することで対処)。米国セグメントの太陽電池による最大発電電力は約120kW。
ベタープレイス これらの電気自動車の床取り付け式の電池パックは数分のみで交換されるように設計され、ベタープレイスとテスラモーターズにより提案されているような電池交換サービスを可能にしている ベタープレイスの見込みでは、電池パックは寿命の中でマイルあたりUS 4¢から5¢の費用。充電あたり160 km (100 mi) の距離を自動車に供給、2000回の充電サイクルを果たし、8年間持続するということである。
トラス (ISS) アルファ・ジョイント、すなわち、太陽電池パドル回転機構 (Solar Alpha Rotary Joint : SARJ) は、太陽電池パドルを太陽に向けるためのロータリー・ジョイントで、通常は周回ごとに360度回転している(が、Night Glider modeも参照)。2基のSARJのうちの1基はP3トラスとP4トラスの間にあり、もう1基はS3トラスとS4トラスの間にある。これらのジョイントは、P4/S4、P6/S6トラスにある太陽電池パネルを太陽に向けるよう連続的に回転している。各SARJは、直径が10フィート(約3.0m)、重量が約2,500ポンド(約1,100kg)あり、ベアリング機構とサーボ制御システムで回転する。P4/S4、P6/S6トラスで発電した電力はすべて SARJ のユーティリティ・トランスファー・アセンブリ (Utility Transfer Assembly : UTA) を通る。SARJの回転で配線が絡まったりしないように、通信と電力用の配線はUTAのロールリングで接続されている。SARJ は、ロッキード・マーティンとその関連会社で設計・製造・テストされた。
右舷側のSARJは、2007年にモータ電流値と振動が増加する問題を発生し、船外活動による点検と修理が行われた。この問題はベアリングの摩耗により金属が削れることで生じたため、船外活動を行って潤滑を施す作業が行われた。左舷側のSARJでも予防目的で2回の潤滑作業が行われた。
直列シャントユニット (Sequential Shunt Unit : SSU) は、太陽電池に光が当たる期間に発電した電力を大まかに出力調整するよう設計されている。82本の電力線が別々に太陽電池パネルからSSUまで接続されている。各電力線からの出力を調整し、得られる総電力量を安定化させる。トラスの制御機器アセンブリ (Integrated Equipment Assembly : IEA) にあるコンピュータが安定化電圧の設定値を制御するが、通常は約140ボルトに設定されている。SSUには、あらゆる運転条件下で出力電圧が最大でもDC200V未満を保つように過電圧保護機能がある。この電力はマスト伸展・回転機構 (Bearing, Motor and Roll Ring Module : BMRRM) を通ってIEAにある直流切替ユニット (Di
ニッケル・亜鉛電池 水酸化カドミウムと比較して、水酸化亜鉛が溶液中に溶解し再充電中に完全にカソードに戻らない傾向はかつてNi-Zn電池の商業的な実現可能性についての課題を提示していた。亜鉛が固体電極に完全に戻らないことは、電池の放電性能を低下させ最終的に電池を短絡させてサイクル寿命を低下させる形状変化およびデンドライト(もしくはウィスカー)として逆に現れる。
近年進歩によりこの問題は大幅に軽減された。これらの進歩には電極セパレータ材料の改良、亜鉛材料安定剤の包含、電解質の改良(例えばリン酸塩の使用)などがある。PowerGenix社はNi-Cd電池に匹敵する電池サイクルを持つ1.6V電池を開発した。
電池サイクル寿命は最も一般的には定格容量の80%の放電深度で規定され、1時間の放電電流率を推測する。放電電流または放電深度が減少するにつれて、電池の充放電サイクル数が増加する。Ni-Znと他の電池技術を比較するとサイクル寿命の比較は使用される放電率と放電深度による異なる場合がある。
ソーラーパネル ソーラーパネルの性能(太陽光を電力に変換する「効率」)を表す「太陽光変換効率」は、市販されているもので5%から18%。性能がほどほどに良いものなら、単結晶系は18%前後、多結晶系は16%前後となっている。(なおパネルの発電効率は、「太陽電池 1個」の発電効率より低い。太陽電池と太陽電池の間に「スキマ」があり、「スキマ」の部分は発電していないからである。)
一部のソーラーパネルは、レンズまたは鏡を使って太陽光をより小さな太陽電池に集める集光装置を採用したデザインのものもある。単位面積当たりの単価が高い太陽電池(ヒ化ガリウムを使ったものなど)を使って比較的安価なソーラーパネルを作ることができる。
一部または全部が影に入ったり、夜になると電流の逆流が起きることがある。それを防ぐため、別途ダイオードを使うこともある。単結晶シリコンの太陽電池のpn接合は光が当たっていないときに逆電流を生じさせる特性があるが、これは不要である。逆電流は単に電力を無駄に消費するだけでなく、太陽電池が熱を持つという問題もある。太陽電池は高温になるほど効率が低下するため 、ソーラーパネルはなるべく熱を持たないのが望ましい。冷却を考慮した設計のソーラーパネルはほとんどないが、設置する際に背面から放熱できるようにするなどの工夫をすることが望ましい。
太陽光発電の環境性能 太陽光発電設備のエネルギー源としての性能を比較するとき、エネルギーペイバックタイム (EPT) やエネルギー収支比 (EPR) を指標として用いることがある。これらは設備の製造やそれに必要な原料の採鉱・精製、保守などに投入されるエネルギーに対して、どれだけの電力が得られるかを示す。
エネルギーペイバックタイム (EPT) とは、ライフサイクル中に投入したのと同量のエネルギーを発電によって節減できるまでの時間を言う。太陽光発電の場合、ライフサイクル中の投入エネルギーはその殆どが設備の生産エネルギーであり、これにメンテナンスや廃棄時のエネルギーが加わる。廃棄過程については元々小さいかプラスになり(リサイクルの効果を参照)、無視することもある。 設備の欧米の複数メーカーを対象とした近年の調査結果では、EPTは欧州南部の場合で1.7 - 2.7年、欧州中部で2.8 - 4.6年である。日本での現状に基づく2007年度の調査では、下記のように1 - 3年程度となっている。
これは現状で一般的な技術に基づいた推計である。今後普及が見込まれる技術を用いた場合は、さらにEPTが短く(性能が高く)なると各国で見積もられている。
ナトリウム・硫黄電池 従来の鉛蓄電池に比べて体積・質量が3分の1程度とコンパクトなため、揚水発電と同様の機能を都市部などの需要地の近辺に設置できる。また出力変動の大きな風力発電・太陽光発電と組み合わせ出力を安定化させたり、需要家に設置して、割安な夜間電力の利用とともに、停電時の非常時電源を兼用できる。また構成材料が資源的に豊富かつ長寿命、自己放電が少ない、充放電の効率も高い、量産によるコストダウンも期待できるなどの長所を併せ持つ。
常温では動作しないため、ヒーターによる加熱と放電時の発熱を用いて、作動温度域(300 °C 程度)に温度を維持する必要がある。充放電特性が比較的長い時間率(6 - 7時間)で設計されている。また現状では、一定期間内に満充電リセットの必要がある。
火災事故を起こした場合、通常の水系の消火薬は金属ナトリウムと反応してしまうため使用できない(乾燥砂等を用いる)。このため一般の消防では火災への即応が難しい。
ソーラーパネル ソーラーパネルの課題を次に挙げる。
日本において2009年ごろから普及した家庭用のソーラーパネルは、2040年ごろから大量廃棄されるという予測がある。また2022年時点では、廃棄品増加に伴う撤去費用の高騰、撤去工事のノウハウが少ない、施行した会社が倒産していた場合は問い合わせ先が見つからないなどの課題がある、と言う人もいる。
ヨーロッパではソーラーパネルのメーカーがNPOを設立し、リサイクルシステムを構築している。