S hitrim razvojem čiste energije po vsem svetu je fotovoltaična proizvodnja električne energije postala pomembna sila pri transformaciji energije. Kot jedro fotovoltaičnih sistemov za proizvodnjo električne energije, učinkovitost proizvodnje električne energije fotonapetostnih modulov neposredno vpliva na zmogljivost in gospodarske koristi celotnega sistema. Fotonapetostni moduli so dolgo časa izpostavljeni onesnaževalcem, kot so prah, ptičji iztrebki in pusti na prostem, kar lahko blokira sončno svetlobo in zmanjša učinkovitost proizvodnje energije modulov. Zato je redno čiščenje fotovoltaičnih modulov še posebej pomembno. Čiščenje fotonapetostnih modulov pa ni le preprost postopek izpiranja, temveč zahteva določene tehnične zahteve in standarde delovanja.
1 Pomen čiščenja fotovoltaičnih modulov
Površina fotonapetostnih modulov mora biti čista, da se zagotovi optimalna absorpcija svetlobe in učinkovitost proizvodnje električne energije. Raziskave so pokazale, da lahko onesnaževalci, kot so prah, pesek in ptičji iztrebki, ki se naberejo na površini komponent, resno vplivajo na proizvodnjo električne energije fotovoltaičnih sistemov. Zlasti na območjih z veliko prahu in peščenih neviht sta čiščenje in vzdrževanje fotovoltaičnih modulov še posebej pomembna.
1. Izboljšajte učinkovitost proizvodnje električne energije
Onesnaževala na površini fotovoltaičnih modulov bodo zmanjšala njihovo absorpcijo sončne svetlobe in zmanjšala njihovo učinkovitost fotoelektrične pretvorbe. Po ustreznih eksperimentalnih podatkih se lahko proizvodnja električne energije neočiščenih fotovoltaičnih modulov zmanjša za 5 % do 20 %, v ekstremnih pogojih pa je ta izguba še večja. Redno čiščenje lahko učinkovito obnovi zmogljivost fotovoltaičnega sistema za proizvodnjo električne energije.
2. Podaljšajte življenjsko dobo komponent
Dolgotrajno kopičenje onesnaževal ne vpliva le na učinkovitost proizvodnje električne energije fotovoltaičnih modulov, ampak lahko povzroči tudi poškodbe materialov modulov. Zlasti na območjih z močnimi peščenimi nevihtami lahko dolgotrajno prekrivanje površine komponente s peskom in prahom povzroči manjšo obrabo steklene površine komponente, kar pospeši staranje materiala. Redno čiščenje lahko prepreči obrabo in podaljša življenjsko dobo komponent.
3. Izboljšati ekonomsko učinkovitost
Pri velikih fotovoltaičnih elektrarnah sta vhod in izhod čistilnih fotovoltaičnih modulov tesno povezana. Redno čiščenje lahko izboljša splošno učinkovitost proizvodnje električne energije v sistemu, poveča prihodek od proizvodnje električne energije in zmanjša gospodarske izgube, ki jih povzroči zmanjšanje proizvodnje električne energije. Hkrati lahko podaljšanje življenjske dobe komponent prihrani stroške vzdrževanja in zamenjave, s čimer se izboljšajo splošne gospodarske koristi projekta.
2 Pogosti viri onesnaževanja v fotovoltaičnih modulih
Viri onesnaževanja fotovoltaičnih modulov se razlikujejo glede na dejavnike, kot so geografija, okolje in vreme. Naslednji so pogosti viri onesnaženja:
Dust in delci peska
V suhih in vetrovnih območjih so delci prahu in peska v zraku najpogostejši vir onesnaženja za fotovoltaične module. Pesek in prah ne pokrivata samo površine komponent in blokirata izpostavljenost svetlobi, ampak lahko povzročita tudi trenje in praske na površini komponent zaradi sile vetra.
Ptičji iztrebki
Ptičji iztrebki običajno delno prekrijejo fotonapetostne module in resno vplivajo na panele, saj ne le blokirajo svetlobo, temveč tudi razjedajo materiale panelov, kar povzroča lokalno pregrevanje in vpliva na splošno učinkovitost proizvodnje električne energije.
Listi in druge organske snovi
Običajno se organske snovi, kot so listi in trupla žuželk, kopičijo na fotonapetostnih modulih v fotovoltaičnih elektrarnah v bližini gozdov ali kmetijskih zemljišč. Čeprav te nečistoče nimajo pomembnega vpliva, lahko, če jih ne očistite pravočasno, zlahka ustvarijo sence na površini komponent, kar vpliva na učinek proizvodnje električne energije.
Industrijsko onesnaženje
Na fotovoltaične module v bližini industrijskih območij lahko vpliva industrijsko onesnaženje, kot sta dim in izpušni plini. Ta onesnaževala imajo pogosto močan oprijem, jih je težko očistiti in imajo večji vpliv na komponente.
3 Osnovna načela čiščenja fotovoltaičnih modulov
Pri čiščenju fotovoltaičnih modulov je treba upoštevati določena načela, da se zagotovi učinkovitost čiščenja in hkrati prepreči poškodbe modulov.
1. Varnost na prvem mestu
Pri čiščenju fotovoltaičnih modulov je potrebno zagotoviti varnost upravljavcev. Predvsem pri čiščenju na visoki nadmorski višini ali v fotovoltaičnih elektrarnah je potrebna zaščitna oprema in prekinitev napajanja, da se izognemo nevarnosti električnega udara.
2. Izogibajte se uporabi jedkih kemikalij
Material na površini fotovoltaičnih modulov je običajno posebej obdelano steklo, ki ima določene funkcije odpornosti proti obrabi in UV odpornosti. Toda če se za čiščenje uporabljajo jedke kemikalije, lahko poškodujejo površino komponent, kar povzroči zmanjšanje njihove zaščitne učinkovitosti. Zato je za čiščenje priporočljiva uporaba nevtralnih čistilnih sredstev ali prečiščene vode.
3. Zmerna temperatura, da se izognete nenadnim spremembam temperature
Pri čiščenju fotovoltaičnih modulov mora biti temperatura vode blizu površinske temperature modula, še posebej pri čiščenju pri visoki temperaturi ali neposredni sončni svetlobi. Izogibajte se uporabi hladne vode za nenadno pranje vročih fotonapetostnih panelov, sicer lahko povzroči razbitje stekla.
4. Izogibajte se praskam na površini komponent
Pri čiščenju fotonapetostnih modulov je treba uporabljati mehka čistilna orodja, kot je mehka krpa ali goba, izogibati pa se je treba trdim ščetkam ali kovinskim orodjem, da ne bi opraskali površine fotovoltaične plošče in vplivali na njeno prepustnost svetlobe.
4 Metode čiščenja fotovoltaičnih modulov
Glede na obseg, okolje in stanje onesnaženosti fotovoltaičnih elektrarn je mogoče izbrati različne metode čiščenja:
Ročno čiščenje je najpogostejši način za manjše in srednje velike fotonapetostne sisteme ali manj onesnažene komponente. Med čiščenjem operater ročno obriše s prečiščeno vodo, mehko krtačo in krpo. Ta metoda ima nizke stroške in je primerna za nekatere porazdeljene fotovoltaične projekte ali strešne fotovoltaične sisteme.
Mehansko čiščenje se pogosto uporablja v velikih fotovoltaičnih elektrarnah, kot so avtomatski čistilni roboti ali čistilna vozila. Čistilni robot lahko samostojno hodi po površini fotonapetostnih modulov in odstranjuje površinska onesnaževala z brizganjem vode in uporabo krtač z mehkimi ščetinami. Ta metoda je zelo učinkovita in primerna za velike fotonapetostne elektrarne, vendar so začetni stroški naložbe v opremo razmeroma visoki.
Čiščenje z droni je tehnologija v vzponu, ki se uporablja na visokogorskih ali oddaljenih območjih, ki so težko dostopna. Droni nosijo čistilne naprave, ki lahko hitro in varno poškropijo in očistijo fotovoltaične module. Primeren je za visokogorske porazdeljene fotovoltaične projekte ali elektrarne z omejitvami terena.
Nekatere velike fotonapetostne elektrarne vgrajujejo fiksne sisteme za izpiranje vode, ki občasno aktivirajo vodne pršilne naprave za enostavno izpiranje fotovoltaičnih modulov. Ta metoda je pogostejša na območjih z obilnimi vodnimi viri, ki lahko dosežejo avtomatizirano čiščenje in zmanjšajo ročne operacije.
5 Varnostni ukrepi za čiščenje fotovoltaičnih modulov
Izbira časa čiščenja
Najboljši čas za čiščenje fotovoltaičnih modulov je zjutraj ali zvečer, pri čemer se izogibajte neposredni sončni svetlobi in visokim temperaturam, da preprečite neenakomerno segrevanje in lomljenje stekla. Med postopkom čiščenja se je treba izogibati deževnemu ali močnemu vetru, da zagotovite varno delovanje.
Zahteve glede kakovosti vode
Zaradi občutljivosti površinskih materialov fotonapetostnih modulov mora biti kakovost vode, ki se uporablja za čiščenje, čim bolj čista, pri čemer se je treba izogibati uporabi vodnih virov z visoko vsebnostjo mineralov ali nečistoč. V nasprotnem primeru lahko ostanki vodnih madežev ali nečistoč tvorijo vodni kamen na površini fotovoltaičnih modulov, kar vpliva na učinkovitost proizvodnje električne energije.
Redno vzdrževanje in čiščenje
Pogostost čiščenja fotonapetostnih modulov mora biti razumno urejena glede na lokalne okoljske razmere in podnebne značilnosti. Na bolj prašnih območjih je priporočljivo čiščenje enkrat na četrtletje, na manj onesnaženih območjih pa zadostuje enkrat na pol leta do leto.
Pregled in popravilo komponent
Med čiščenjem morajo upravljavci redno pregledovati fotovoltaične module glede razpok, prask ali staranja. Če se odkrijejo kakršne koli nepravilnosti, je treba poškodovane komponente popraviti ali pravočasno zamenjati, da se zagotovi skupna zmogljivost proizvodnje električne energije fotovoltaičnega sistema.