Masz pytania? Zadzwoń! +48 797 897 895

Masz pytania? Zadzwoń!

Lighthief

Racjonalność usługi mycia modułów fotowoltaicznych – czy warto?

Racjonalność mycia modułów fotowoltaicznych. Warstwę kurzu i pyłków, która osadzają się na przedniej szybie samochodu podczas jego użytkowania, można łatwo usunąć. Obracając dźwignię uruchamiającą wycieraczki i wodę pozbywamy się problemu. Usunięcie często podobnej warstwy z panelu fotowoltaicznego lub setek paneli fotowoltaicznych na dużej farmie fotowoltaicznej, wymaga już znacznie więcej pracy i dobrej strategi logistycznej! Zwłaszcza  gdy są niewygodnie zlokalizowane oraz często bez dostępu do wody!

Racjonalność mycia modułów fotowoltaicznych – nagromadzenie kurzu, sadzy lub innych cząstek powoduje spadek wydajności paneli fotowoltaicznych.

To przekłada się na zmniejszenie ilości wytwarzanej energii i utratę dochodów przez ich właścicieli. ”Anty mycie” dyskusja z szeregiem badań mówiących jasno, że należy myć panele fotowoltaiczne zanika. I wśród profesjonalnych firm przeradza się w rozmowy dotyczące kosztów usługi mycia i czyszczenia oraz ich amortyzacji, przez zwiększone zyski z farm fotowoltaicznych.

Geneza problemu zabrudzeń paneli fotowoltaicznych i ich mycia…

            Odkąd energia słoneczna po raz pierwszy stała się powszechnie akceptowana kilkadziesiąt lat temu, naukowcy ciężko pracowali nad poprawą wydajności paneli fotowoltaicznych. Także nad obniżeniem kosztów wytwarzania energii elektrycznej ze słońca. To były wielkie zadania. Teraz, gdy energia słoneczna zapewnia coraz większy procent zapotrzebowania na energię w kraju, przy niskich kosztach, naukowcy zajęli się drugorzędnymi problemami z technologią. Zaczęto aktywnie badać wpływ zabrudzenia na zjawisko fotowoltaiczne.

            Jeden z badaczy napisał nawet: Słońce ”robi swoją robotę”! Tracimy jednak energię, ponieważ energia słoneczna jest produkowana w wszędzie tam, gdzie my oraz przyroda produkujemy również kurz, zabrudzenia chemiczne i organiczne, gdzie osadzają się pyłki i piaski…

Racjonalność mycia modułów fotowoltaicznych – badania statystyczne mówią, że energia tracona rocznie z powodu zabrudzenia sięga nawet 13% w niektórych częściach Stanów Zjednoczonych i Europy, do nawet 50% na Bliskim Wschodzie.

            Deszcz i wiatr mogą wystarczyć, aby usunąć trochę kurzu z paneli fotowoltaicznych, ale ponieważ panele fotowoltaiczne schładzają się w nocy i przyciągają poranną rosę, kurz może przejść proces zwany cementacją. Zabrudzenie jest dosłownie przyklejane do panelu!

            W zależności od obszaru, w którym znajdujesz się instalacja lub farma fotowoltaiczna, możemy mieć różne składy minerałowe. Osadzają się w postaci pyłu na powierzchniach modułów fotowoltaicznych. Gdy osadzające się pyłki, kurze, chemikalia przejdą przez proces cementowania, są już dużo trudniejsze do usunięcia. Wtedy nawet silny deszcz nie będzie w stanie tego zrobić!

            Panele fotowoltaiczne początkowo projektowano na okres od 25 do 30 lat. Udoskonalenia technologiczne mogą wydłużyć ich żywotność nawet do 50 lat. Producenci ze względów marketingowo-sprzedażowych raczej o tym nie wspominają! Inwestowanie w energię słoneczną – szczególnie w duże obiekty na skalę przemysłową – wymaga zbadania takich czynników, jak ilość produkowanej energii i ceny za jaką można ją sprzedać. Informacje te pozwalają firmom określić zwrot z inwestycji, zaciągać kredyty i patrzeć z optymizmem w przyszłość.

            Jednym z czynników, który należy wziąć pod uwagę (a niestety prawie nigdy tego się nie robi) przy mierzeniu opłacalności inwestycji w farmę fotowoltaiczną, jest stopień brudzenia się paneli fotowoltaicznych.

Wysoki poziom tych zabrudzeń zaistnieć może na terenie danej inwestycji. A co za tym idzie koszty związane z myciem i czyszczeniem danej farmy czy instalacji fotowoltaicznej mogą być stosunkowo wysokie. Firmy budujące farmy i większe instalacje fotowoltaiczne, zupełnie jednak o tym nie mówią. Trzeba by powiedzieć potencjalnemu inwestorowi, że zabrudzenie to czynnik wysoce niepewny! Panele fotowoltaiczne brudzą się, a to z biegiem czasu stanowi znaczną niepewność w kwestii poziomów uzysku i kosztów obsługi/usuwania zabrudzeń. Z niepewnością wiąże się ryzyko dla inwestorów, którzy są właścicielami aktywów OZE/farm fotowoltaicznych.

 Pewne jest, że branża fotowoltaiczna skorzystałaby na lepszej kwantyfikacji tego ryzyka w różnych lokalizacjach i przy różnych czynnikach. Do tego jednak potrzebne są szerokie badania i testy. W jakim stopniu i gdzie zabrudzenia mocno wpływają na farmy i instalacje fotowoltaiczne. Ważny jest również wybór właściwego operatora O&M, który nadzorując działanie farmy fotowoltaicznej. Jest on świadomy owej niepewności i konieczności mycia paneli fotowoltaicznych. Fakt ten jest niby oczywisty ale ciągle zdarzają Nam się instalacje nie myte przez nawet kilka lat!

Racjonalność mycia modułów fotowoltaicznych – na razie większość polskich operatorów O&M farm fotowoltaicznych i ich właściciele uczą się niestety z doświadczenia, jak często panele fotowoltaiczne wymagają czyszczenia.

Mogą również mierzyć, ile energii stracą w stosunku do kosztów czyszczenia paneli fotowoltaicznych. Stąd tak ważne jest, żeby firmy specjalizujące się w myciu i czyszczeniu farm i paneli fotowoltaicznych prowadziły dokładne rejestry i badania swojej aktywności na farmach fotowoltaicznych. Musi to być robione w korelacji z danymi spływającymi z falowników i od inwestora. Właściciele instalacji fotowoltaicznych woleliby wiedzieć, co stracą przez lata z powodu zabrudzeń. I oczywiście jak temu zapobiegać, niż mierzyć się z całkowitą niewiadomą w tym aspekcie. Lighthief podpisuje zazwyczaj umowy O&M na kilka lat. To pozwala prowadzić i składować dane bieżące i historyczne, korelujące mycie i jego koszty ze wzrostami lub spadkami uzysku na farmach fotowoltaicznych.

Jak można radzić sobie z mierzeniem poziomu zabrudzeń na farmach i instalacjach fotowoltaicznych?

            Dość ciekawym rozwiązaniem na przykład jest czujnik, który można przymocować do szyby przed ogniwem słonecznym. Przepuszcza się przez niego światło diody LED i mierzy stopień zabrudzenia. Pomiar pochodzi z porównania strat transmisji przez szybę z przezroczystą szybą referencyjną. Technologia ta nosi nazwę „DUSST”, co oznacza jednostkę detektora przepuszczalności widmowej zanieczyszczeń.

            Innym rozwiązaniem dzielą się naukowcy z NREL. Opracowują oni również sposób na ”wyciąganie informacji z modułów fotowoltaicznych”, aby pomóc w rozwiązaniu problemu zabrudzenia. Sprawdzając ilość produkowanej codziennie energii elektrycznej, szukając „pewnych sygnatur”, że wystąpiło znaczne zabrudzenie. Jest to przydatne, ponieważ można raportować do firmy O&M zajmującej się farmą lub instalacją fotowoltaiczną, że inwestor traci X mocy. Wtedy też prawdopodobnie powinna być wdrożona usługa czyszczeniem i mycia paneli fotowoltaicznych.

            Kolejną alternatywą jest zakładanie stacji zabrudzeń. Jak działają takie stacje? W skrócie, czujnik zainstalowany na panelu fotowoltaicznym jest regularnie czyszczony, podczas gdy inny powinien się zabrudzić i nie być czyszczony w danej perspektywie czasowej. Porównanie tych dwóch, zapewnia oszacowanie zabrudzenia. Widać tu jednak pewne wady korzystania z samych czujników. Jeśli mamy dużą powierzchnię paneli fotowoltaicznych na których nieustannie zachodzi proces fotowoltaiczny, różne części tej powierzchni (szyba hartowana, rama aluminiowa, łączenia silikonowe) mogą się w różny sposób zabrudzić. Czujnik nigdy nie uchwyci tego, co dzieje się z całą powierzchnią

Innym niezwykle ciekawym rozwiązaniem badawczym są prace dwóch naukowców z NREL a mianowicie Panów Deceglie i Mullera.

Pomogli oni w opracowaniu algorytmów, które pozwalają na dokładniejsze oszacowanie zabrudzenia. Najpierw opracowali algorytm Stochastic Rate and Recovery (SRR). Ostatnio nastomiast Deceglie współpracował z wizytującym naukowcem Åsmundem Skomedal nad opracowaniem metody Combined Degradation and Soiling (lub CODS). Umożliwia ona użytkownikom jednoczesne oszacowanie zarówno zabrudzenia, jak i naturalnej degradacji paneli fotowoltaicznych. Oba algorytmy wykorzystują dane dotyczące produkcji energii z systemów fotowoltaicznych. NREL udostępnia SRR i CODS bezpłatnie jako część RdTools (z włączeniem CODS, który jest wciąż w fazie rozwoju). Powiązanie SRR lub CODS z informacjami ze stacji zabrudzeń powinno zapewnić jak najpełniejszy obraz powierzchni paneli fotowoltaicznych. Pozwoli też odpowiedzieć na pytanie czy w danej perspektywie czasowej, zaistnieje potrzeba mycia instalacji fotowoltaicznej. Czy będzie to opłacalne w korelacji do potencjalnych wzrostów uzysku.

Przyjrzyjmy się trochę bliżej instalacjom fotowoltaicznym położonym w miastach…

            Badania na przykład Sary Toth nad zabrudzeniem paneli fotowoltaicznych osadzone są bliżej Naszych domów. Bada ona korelację między zanieczyszczeniem powietrza a zabrudzeniem. Szczególnie na obszarach miejskich i na instalacjach położonych na dachach domów i bloków mieszkalnych. Toth ustawiła dwa niedrogie czujniki krzemowe w strefie przemysłowej trzy mile od centrum Denver. Jeden czujnik był automatycznie czyszczony codziennie; drugi, pozostawał nie czyszczony. Pod koniec rocznego eksperymentu Toth odkryła, że ​​może dokładnie wymodelować stopień zabrudzenia. Wszystko to na podstawie jedynie nagromadzonych cząstek stałych i opadów deszczu. Odkryła również, że deszcz może naturalnie wypłukać pewien procent cząstek zabrudzeń. Nie jednak tych drobnych, które mają tendencję do przyklejania się do powierzchni. W jej obserwacjach również zauważyć można proces cementowania się zabrudzeń na powierzchni szkła hartowanego, o którym wspominaliśmy wcześniej.

            „Powodem, dla którego skoncentrowałam swoje badania na środowiskach miejskich, jest fakt, że skład zabrudzeń jest zupełnie inny. Mamy inny typ zabrudzeń niż na farmach i instalacjach fotowoltaicznych poza miastem” — powiedziała dr Toth. Mamy więcej drobnych cząstek, które są bardziej lepkie. Mogą one przyczynić się do zachodzenia znacznie innych procesów, na powierzchni modułów fotowoltaicznych. W miastach występują osady chemiczne i zupełnie inny typ zanieczyszczeń organicznych. Na pustyniach czy nie użytkowanych terenach rolniczych, nie ma tak dużej ilości chemii, opadającej na powierzchnie paneli fotowoltaicznych.

            Toth, rozmieściła czujniki zabrudzenia w Los Angeles. Udowodniła również w swoich badaniach, że do skutecznego usuwania zarówno drobnych, jak i gruboziarnistych cząstek stałych potrzebne są różne metody czyszczenia. Jej badania potwierdziły również, że mycie paneli fotowoltaicznych jest czynnością, którą należy regularnie powtarzać. Nie usuwając regularnie zanieczyszczeń z powierzchni paneli fotowoltaicznych, ryzykujemy zniszczenie warstw coatingów na szkle hartowanym poprzez jego porysowanie.

Racjonalność mycia modułów fotowoltaicznych – jak można łagodzić skutki związane z zabrudzeniami paneli fotowoltaicznymi czyli serwisowanie aktywne i pasywne?

            Sami producenci paneli fotowoltaicznych starają się, aby zabrudzenia były mniejszym problemem – lub przynajmniej łatwiejszym do usunięcia. Jednym z możliwych rozwiązań są różne powłoki na powierzchni paneli fotowoltaicznych. Przykładem tej strategii jest powłoka hydrofobowa czyli taka, która w teorii odpycha wodę. Jeśli panel będzie ustawiony pod wystarczająco stromym kątem, rosa lub deszcz spłynie po jego powierzchni i zmyje kurz. W instalacjach, w których kąt nachylenia panelu jest prawie poziomy, to niestety zupełnie nie zadziała.

            Roboty myjące panele fotowoltaiczne mogą działać i działają w wielu regionach świata. Autonomiczne roboty wyposażone w obrotowe szczotki zostały wprowadzone już dawno do pracy na Bliskim Wschodzie. Ich głównym zadaniem tam jest usuwanie dużej ilości kurzu z paneli słonecznych. Tam straty są największe i walka z nimi, zwłaszcza na wielohektarowych terenach jest trudna i żmudna!

            Na terenach pustynnych należy zetrzeć kurz z paneli fotowoltaicznych w takim tempie, aby utrzymać je w czystości. Nie można pozwolić na zaistnienie procesu cementacji zabrudzeń i piasku. Na dużych, fotowoltaicznych farmach pustynnych, roboty pracują cały czas czyli 24/7.

Widzimy zatem, że nie ma jednego uniwersalnego rozwiązania do czyszczenia i mycia paneli fotowoltaicznych, które sprawdzi się wszędzie i na każdej instalacji fotowoltaicznej.

Tam, gdzie wieje i mamy piaski (pustynie) potrzeba innych rozwiązań niż na przykład na terenach o dużej wilgotności. Tam bowiem, będziemy mieli do czynienia z wykwitami organicznymi, algami i grzyby. One natomiast, co pokazują również badania, zakotwiczają i zbierają kurz na powierzchni paneli fotowoltaicznych. Grzyby i algi blokują bardzo skutecznie przedostawanie się światła do paneli fotowoltaicznych i tworzą tzw. ”zacienienia”. Z czasem grzyby, algi i silne wykwity organiczne są bardzo trudne lub wręcz niemożliwe do usunięcia. Zwłaszcza na styku aluminiowej ramy i uszczelniającego silikonu. Mycie takich instalacji i farm fotowoltaicznych (zwłaszcza za pierwszym razem po długim okresie ich nie mycia) wymaga często nie tylko wody demineralizowanej ale również bio chemikaliów i sporo ”szorowania”!

            Podsumowując wszystkie badania wskazują na potrzebę mycia paneli, instalacji i farm fotowoltaicznych. Bez regularnych zabiegów czyszczenia i mycia, narażamy Naszą inwestycję nie tylko na spadki w uzysku ale również na powstawanie wad technicznych i silnych zabrudzeń, które z czasem nie będą możliwe do usunięcia!

Zaciekawiły Cię informację związane z myciem paneli i farm fotowoltaicznych? Oraz ich silnym związkiem z zyskami i uzyskami wynikającymi z posiadania paneli fotowoltaicznych skontaktuj się z Naszym eskpertem…

lub przeczytaj informację z działu ”MYCIE PANELI FOTOWOLTAICZNYCH” i dowiedz się więcej szczegółów.. Postaramy się wyjaśnić jakie metody mycia paneli fotowoltaicznych najlepiej sprawdzą się w Twoim przypadku. Policzmy jak przełożą się na wzrosty jej produkcji i dłuższą żywotność.

1 komentarz do “Racjonalność usługi mycia modułów fotowoltaicznych – czy warto?”

Dodaj komentarz

Call Now Button+48 797 897 895