Masz pytania? Zadzwoń! +48 797 897 895

Masz pytania? Zadzwoń!

Lighthief

Racjonalność usługi MYCIA PANELI I FARM FOTOWOLTAICZNYCH jako droga do zwiększenia uzysków i zysków z instalacji fotowoltaicznych czyli jak skutecznie serwisować instalacje i farmy fotowoltaiczne.

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

            Nagromadzenie kurzu, sadzy lub innych cząstek powoduje spadek wydajności paneli fotowoltaicznych, co przekłada się na zmniejszenie ilości wytwarzanej energii i utratę dochodów przez ich właścicieli. Dyskusja z szeregiem badań mówiących jasno, że należy myć panele fotowoltaiczne zanika i 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 i 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”, ale tracimy 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…

            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 minerały, które 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 i 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, choć 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), jest stopień zabrudzenia paneli fotowoltaicznych, który zaistnieć może na terenie danej inwestycji, a co za tym idzie kosztów związanych z myciem i czyszczeniem danej farmy czy instalacji fotowoltaicznej. 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 świadomy owej niepewności i konieczności mycia paneli fotowoltaicznych (jest to niby oczywiste ale ciągle zdarzają Nam się instalacje nie myte przez nawet kilka lat!)

            Na razie większość 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 (Lighthief podpisuje zazwyczaj umowy na kilka lat, co pozwala prowadzić i składować dane bieżące i historyczne, korelujące mycie i jego koszty ze wzrostami lub spadkami uzysku na farmach fotowoltaicznych) prowadziły dokładne rejestry i badania swojej aktywności na farmach fotowoltaicznych w korelacji z danymi spływającymi z falowników i od inwestora. Właściciele instalacji fotowoltaicznych woleliby wiedzieć, co stracą przez lata z powodu zabrudzeń i jak temu zapobiegać, niż mierzyć się z całkowitą niewiadomą w tym aspekcie.

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 i przepuszczając przez niego światło diody LED mierzyć 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, którzy opracowują 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 i prawdopodobnie powinna wkrótce 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), a ostatnio Deceglie współpracował z wizytującym naukowcem Åsmundem Skomedal nad opracowaniem metody Combined Degradation and Soiling (lub CODS), która umożliwia 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 i odpowiedzieć na pytanie czy w danej perspektywie czasowej, zaistnieje potrzeba mycia instalacji fotowoltaicznej i 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, na podstawie jedynie nagromadzonych cząstek stałych i opadów deszczu. Odkryła również, że deszcz może naturalnie wypłukać pewien procent cząstek zabrudzeń, ale nie 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 niż na farmach i instalacjach fotowoltaicznych poza miastem” — powiedziała dr Toth. Mamy więcej drobnych cząstek, które są bardziej lepkie, i mogą 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, która rozmieściła czujniki zabrudzenia w Los Angeles, udowodniła w swoich badaniach, że do skutecznego usuwania zarówno drobnych, jak i gruboziarnistych cząstek stałych potrzebne są różne metody czyszczenia oraz 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.

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, aby odgarniać kurz 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 i nie 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 biochemikaliów i sporo szorowania!

            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!

Jeśli 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 oraz policzmy jak przełożą się na wzrosty jej produkcji i dłuższą żywotność.

Dodaj komentarz