Masz pytania? Zadzwoń! +48 797 897 895

Masz pytania? Zadzwoń!

Lighthief

Pył czyli główny wróg paneli fotowoltaicznych – czyszczenie i mycie instalacji fotowoltaicznych jako ważny aspekt serwisowania.

Pył wróg paneli fotowoltaicznych.

Zdolność krzemu umieszczonego w panelach fotowoltaicznych do pochłaniania światła słonecznego jako źródła energii, jest wykorzystywana do wytwarzania energii elektrycznej lub ciepła.

Panel fotowoltaiczny jest zaprojektowany w taki sposób, aby mógł generować maksymalną moc. Niezależnie od tego, czy jest używany do wytwarzania energii elektrycznej, czy w jakimkolwiek innym celu. Moduł fotowoltaiczny (PV) zawiera wiele ogniw fotowoltaicznych, który w założeniu powinny sprawnie przeprowadzać proces konwersji światła na energię.

Same ogniwa trzeba chronić przed uszkodzeniami mechanicznymi i wilgocią. Mamy zatem ramę aluminiową wzmacniającą szkła z jednej i folię ochronną z drugiej strony tabliczek krzemowych. Dzięki temu większość modułów jest sztywna, choć na rynku są również panele półelastyczne, bezbramkowe lub w technologi szkło-szkło. Każde z tych zastosowań ma swoje plusy i wady. Wszystkie jednak na swojej powierzchni zbierają cały szereg zabrudzeń i wymagają mycia i czyszczenia. Zewnętrznie większość modułów fotowoltaicznych wykorzystuje złącze typu MC4 do przekazywania energii wytworzonej, aby ułatwić łatwe podłączenie odporne na warunki atmosferyczne z resztą systemu. Połączenia elektryczne modułów są wykonywane szeregowo w celu uzyskania pożądanego napięcia wyjściowego i/lub równolegle w celu zapewnienia pożądanej wydajności prądowej. Przewody przewodzące, które odprowadzają prąd z modułów, mogą zawierać srebro, miedź lub inne niemagnetyczne przewodzące metale przejściowe. Diody obejściowe (diody bocznikując/basbary) mogą być wbudowane lub używane zewnętrznie. W przypadku częściowego zacienienia modułu, aby zmaksymalizować moc wyjściową nadal oświetlonych sekcji modułu.

      ZASADA DZIAŁANIA OGNIWA FOTOWOLTAICZNEGO jest dość prosta – światło słoneczne padające na ogniwo fotowoltaiczne jest pochłaniane przez krzem budujący ogniwo.

Energia zaabsorbowanego światła generuje cząstki o ładunku dodatnim lub ujemnym. Poruszają się one lub przemieszczają swobodnie we wszystkich kierunkach wewnątrz komórek krzemowych. Elektrony (-) mają tendencję do gromadzenia się w półprzewodniku typu N i natomiast + w półprzewodniku typu P. Dlatego też, gdy między przednią i tylną elektrodą jest podłączone zewnętrzne obciążenie, takie jak żarówka lub silnik elektryczny, w komórce płynie prąd.

      Nagromadzenie kurzu ze środowiska zewnętrznego na panelach budujących wszystkie instalacje fotowoltaiczne (PV) jest naturalne. Związane jest z lepkością substancji osadzających się oraz strukturą powierzchniową paneli fotowoltaicznych. Na całym świecie przeprowadzono szereg badań (również Lighthief wraz z Wydziałem Elektrycznych Politechniki Częstochowskiej prowadzi badania z zakresu wpływu zabrudzeń na funkcjonowanie instalacji fotowoltaicznych powyżej 50kWp). Wykazały one, że nagromadzony kurz może obniżyć wydajność panelu fotowoltaicznego. Spadki te są w ścisłej zależności od rodzaju zabrudzeń, ich nasilenia, położenia geograficznego instalacji fotowoltaicznej, temperatury i poziomu wilgotności. Kurz, brud i inne zanieczyszczanie nagromadzone na powierzchni paneli fotowoltaicznych mogą zmniejszać wydajność całego systemu fotowoltaicznego nawet o 30%. W niektórych skrajnych miejscach pustynnych lub wilgotnych warunkach do 50%.

Większość badań potwierdza również, że po dokonaniu właściwej kalkulacji kosztów mycia paneli fotowoltaicznych w korelacji do wielkości danej instalacji, należy regularnie myć i czyścić panele fotowoltaiczne.

Nagromadzenie pyłu na powierzchni modułu fotowoltaicznego powoduje zmniejszenie jego wydajności. Jest to proces wynikający z zasłaniania brudem powierzchni tabliczek krzemowych a tym samym ”upośledzenia” procesu fotowoltaicznego, zachodzącego w ich wnętrzu. Cząsteczki pyłu różnią się fazą, rodzajem, właściwościami chemicznymi i fizycznymi w zależności od wielu warunków środowiskowych. Temperatura i wilgotność powietrza oraz prędkość wiatru odgrywają istotną rolę w określaniu rozproszonego pyłu i jego akumulacji na powierzchni paneli fotowoltaicznych.

Biorąc jednak pod uwagę powyższe czynniki można określić właściwą procedurę czyszczenia i mycia paneli fotowoltaicznych oraz jej natężenie i regularność. Inaczej zatem procesy mycia i czyszczenia instalacji fotowoltaicznych wyglądać będą w klimacie europejskim. Inaczej również na terenach pustynnych i zwrotnikowych lub około zwrotnikowych. Powstaje coraz więcej badań, bardzo jasno pokazujących różne metody mycia i czyszczenia paneli fotowoltaicznych w zależności od ich geograficznego położenia. Nie ma jednak badań, które mówią że nie opłaca się myć paneli fotowoltaicznych. Większość naukowców jasno podkreśla, że jest to mit! Należy z nim walczyć w trosce o przedłużenie funkcjonowania instalacji fotowoltaicznych oraz zwiększenia ich uzysków.

      Stan atmosferyczny, w którym substancje są obecne w stężeniach wyższych niż ich normalne poziomy w otoczeniu, nazywany jest zanieczyszczeniem powietrza. Pył wróg paneli fotowoltaicznych!

Zanieczyszczenie powietrza ma szkodliwy wpływ na człowieka, zwierzęta, roślinność czy materiały. Substancje te mogą być naturalne, takie jak kurz, ptasie odchody, glony i algi lub wytworzone przez człowieka. Te pierwiastki chemiczne lub związki chemiczne mogą unosić się w powietrzu. Mogą także występować w atmosferze w postaci gazów, cieczy lub cząstek stałych. Wiadomo, że pył zawieszony, złożony z różnych materiałów odpowiada głównie za zanieczyszczenie powietrza i silniejsze oddziaływanie na ludzkie zdrowie. Cząsteczki mniejsze niż 10 μm mogą przenikać aż do oskrzelików i pęcherzyków płucnych, wpływając niekorzystnie na czynność płuc. Te cząstki mają wiele źródeł pochodzenia, ale to człowiek produkuje większość z nich. Miliony i miliony ton tych cząstek emitujemy codziennie do powietrza przez samochody, ciężarówki, elektrownie itp. Doskonale osadzają się na wszelkich płaskich powierzchniach. Wilgoć i temperatura sprawiają, że dość łatwo dochodzi do ich zapieczenia się na powierzchni paneli fotowoltaicznych.

Duże instalacje fotowoltaiczne na całym świecie borykają się z wieloma problemami. Jednym z ważniejszych problemów jest gromadzenie się pyłu atmosferycznego na powierzchni paneli fotowoltaicznych, co powoduje gwałtowne obniżenie ich wydajności – pył wróg paneli fotowoltaicznych.

Pył atmosferyczny ma kilka  negatywnych skutków na wykorzystane przez Nas instalacje fotowoltaiczne. W tym zmniejszenie ilości światła słonecznego docierającego do ich powierzchni, a co za tym idzie do obniżenia sprawności ich działania. Bardzo ciekawie wyglądają badania Al-Sudany w (2009) – badał on wpływ naturalnego osadzania się pyłu na panelach fotowoltaicznych w środowisku Bagdadu. Zauważono, że przepuszczalność w ciągu jednego miesiąca średnio spadała do nawet około 50% w skrajnych przypadkach. Wynik ten odnosi się do okresu akumulacji jako silnego parametru efektywnego, który powoduje duży spadek transmitancji. Wynika to ze zwiększania się w czasie grubości nagromadzonego pyłu.

      Natomiast badania Haeberlina i jego zespołu w 1998 pokazują gromadzenie się zanieczyszczeń pyłowych składających się z cząstek żelaza i innych komponentów na krawędziach modułów fotowoltaicznych i w okolicy ram aluminiowych. Taka akumulacja spowodowała stopniową redukcję mocy wyjściowej instalacji fotowoltaicznej do 8-10%. Natomiast po kilku latach powodowała już utlenienie się silikonu i zaczęła proces delaminacji paneli fotowoltaicznych. Z analizy materiału pobranego podczas tych badań wynika, że pył w środowisku miasta Burgdorf składał się głównie z tlenku żelaza, krzemu i niektórych materiałów organicznych. Już jednokrotne mycie i czyszczenie paneli fotowoltaicznych pozwalało prawie zupełnie odwrócić ten proces utraty uzysku. Zapobiegało również wypłukiwaniu się silikonu na styku ram aluminiowych i szkła.

      Z analiza mechanizmu osadzania się pyłu na module fotowoltaicznym, wyciągnąć można wnioski, że zmniejszenie wydajności paneli fotowoltaicznych, zależy od wielkości cząstek, kształtu, rozmieszczenia, procesów osadzania i orientacji osadów pyłu na panelach instalacji fotowoltaicznych.

Ciekawie wyglądają właściwości pyłu zbadane przez Timothy’ego i innych w 2007 roku. Udało się wyszczególnić trzy główne problemy, którymi są adhezja pyłu, powierzchniowe pola elektryczne i transport pyłu.

Widzimy zatem, że nagromadzenie cząstek piasku na poziomej powierzchni szkła paneli fotowoltaicznych wykładniczo zmniejsza dostępny obszar transmisji padających fotonów.

Pył przywiera do powierzchni szkła paneli fotowoltaicznych przez siły adhezyjne Van der Waalsa. Siły te są bardzo silne przy spodziewanych rozmiarach cząstek pyłu. Metody mycia i czyszczenia paneli fotowoltaicznych muszą zatem przezwyciężyć te siły.

Pył wróg paneli fotowoltaicznych – istnieją cztery sposoby usuwania kurzu z powierzchni panelu fotowoltaicznych: naturalny, mechaniczny, elektromechaniczny i elektrostatyczny. O tym jednak w kolejnych z Naszych artykułów.

Jeśli planujecie budowę swojej farmy fotowoltaicznej lub poszukujecie firmy świadczącej usługi O&M zapraszamy do KONTAKTU. Jeśli poszukujecie recyklera paneli fotowoltaicznej lub firmy myjącej instalacje i farmy fotowoltaiczne również zapraszamy do kontaktu z Naszym biurem!

1 komentarz do “Pył czyli główny wróg paneli fotowoltaicznych – czyszczenie i mycie instalacji fotowoltaicznych jako ważny aspekt serwisowania.”

Dodaj komentarz

Call Now Button+48 797 897 895