Пасля а дах з убудаванай фотаэлектрыкай (BIPV). усталяваны, адной з задач па эксплуатацыі і тэхнічным абслугоўванні, якія найбольш лёгка забываюць, з'яўляецца ўборка.
Праекты праходзяць праверку, канструкцыя правяраецца, а падключэнне да электрасеткі выпрабоўваецца. Але ўборцы часта надаецца значна менш увагі. Да таго часу, калі ўладальнік заўважыць падзенне вытворчасці электраэнергіі, страты ад забруджвання могуць ужо назапашвацца за ўвесь год.
У гэтым кіраўніцтве дадзены адказы на тры ключавыя пытанні: Колькі энергіі губляецца без ачысткі? Як часта трэба чысціць дах BIPV? І як яго ачысціць, не пашкодзіўшы сістэму?
Кошт грэбавання ўборкай: колькі энергіі губляецца на забруджванне?
Клімат вызначае маштаб страт ад забруджвання
Страты ад забруджванняў не фіксуюцца. Яны залежаць ад мясцовай колькасці ападкаў, канцэнтрацыі пылу ў паветры, вугла нахілу модуля, хуткасці ветру і іншых умоў навакольнага асяроддзя.
| Кліматычны пояс | Штогадовыя страты ад забруджвання | Асноўныя характарыстыкі |
| Чысты клімат з частымі ападкамі | 1%–2% | Ападкі забяспечваюць істотную натуральную ачыстку |
| Паўночна-ўсходні і сярэдні захад ЗША | 2%–4% | Сезоннае забруджванне, зімой снег |
| Паўднёвы захад ЗША | 4%–10% | Засушлівыя ўмовы і абмежаваная колькасць ападкаў |
| Сельскагаспадарчыя раёны Цэнтральнай Каліфорніі | 6%–12% | Сельскагаспадарчая пыл у спалучэнні з сухімі ўмовамі |
| Засушлівыя раёны Індыі, у тым ліку Раджастан | 8%–15% | Засушлівыя сезоны могуць доўжыцца да дзевяці месяцаў |
| Блізкі Ўсход | 12%–25% | Частыя пыльныя буры і вельмі абмежаваныя ападкі |
| Паўзасушлівыя раёны, якія мяжуюць з Сахарай | 15%–30% | Экстрэмальныя ўмовы забруджвання |
У Германіі і Саудаўскай Аравіі адзін і той жа фотаэлектрычны модуль можа значна адрознівацца гадавымі стратамі ад забруджвання. Розніца можа быць больш чым у дзесяць разоў. Стратэгіі ачысткі не павінны прымяняцца аднолькава на розных рынках. Яны павінны быць адаптаваны да мясцовага клімату і ўмоў ўчастка.
Як забруджванне ўплывае на прадукцыйнасць PV
Забруджванне ўплывае на выпрацоўку энергіі з дапамогай трох асноўных механізмаў.
Першы: Зніжэнне прапускання святла. Часціцы пылу паглынаюць і адлюстроўваюць сонечнае святло, памяншаючы колькасць святла, якое дасягае сонечных батарэй, і зніжаючы выходную магутнасць.
Па-другое: нелінейнае зніжэнне прадукцыйнасці па меры назапашвання забруджванняў. Калі шчыльнасць забруджвання дасягае пэўнага ўзроўню, уплыў на прадукцыйнасць можа стаць больш сур'ёзным. Пры заяўленай шчыльнасці забруджвання 20 г/м² ток кароткага замыкання можа знізіцца на 15%-21%, у той час як эфектыўнасць можа знізіцца на 15%-35%, у залежнасці ад умоў выпрабаванняў і характарыстык нанесенага матэрыялу.
Трэцяе: лакалізаваныя гарачыя кропкі, выкліканыя нераўнамерным забруджваннем. Калі некаторыя ўчасткі модуля назапашваюць значна больш бруду, чым іншыя, можа адбыцца частковае зацяненне. Зацененыя ячэйкі могуць рассейваць энергію, а не ствараць яе, ствараючы лакалізаваныя гарачыя кропкі, якія паскараюць старэнне матэрыялу і патэнцыйна пашкоджваюць модуль.
Просты аналіз выдаткаў і выгод
Разгледзім камерцыйную і прамысловую сістэму BIPV на даху магутнасцю 1 МВт, мяркуючы, што гадавая выпрацоўка электраэнергіі складае 1200 МВт·гадз і цана на электраэнергію 0,15 $/кВт·гадз.
- Гадавы даход ад электраэнергіі: каля 180 000 долараў
- Страта даходу пры 10% гадавых страт ад забруджванняў: прыкладна 18 000 долараў
- Гадавы кошт уборкі пры 0,01 долара/Вт: прыкладна 10 000 долараў
У засушлівых рэгіёнах акупнасць выдаткаў на ўборку звычайна вагаецца ад 1:1,5 да 1:2. У дажджлівых рэгіёнах яно можа апускацца ніжэй за 1:1, што робіць уборку неэканамічнай.
Як часта трэба чысціць дах BIPV?
Усталюйце частату ачысткі ў залежнасці ад навакольнага асяроддзя
| Экалагічныя ўмовы | Прапанаваная частата ачысткі | Асноўныя меркаванні |
| Умераны дажджлівы клімат з гадавой колькасцю ападкаў больш за 800 мм | 1–2 разы на год | У асноўным выдаляйце птушыны памёт, сок дрэў і іншыя ўстойлівыя забруджвальнікі |
| Агульнапрамысловыя зоны | 2–4 разы на год | Разгледзім хуткасць прамысловага асаджэння пылу |
| Гарадскія тэрыторыі і ўчасткі каля асноўных дарог | 3–4 разы на год | Часціцы, звязаныя з дарожным рухам, могуць моцна прыліпаць да паверхняў |
| Засушлівыя і пыльныя раёны | Раз у месяц у сухі сезон | Падумайце аб дадатковай ачыстцы на працягу 48 гадзін пасля пыльнай буры, калі гэта бяспечна і практычна |
| Надзвычай засушлівыя рэгіёны на Блізкім Усходзе і ў Паўночнай Афрыцы | Кожныя 1-2 тыдні ў сухі сезон | Пры частым узнікненні пылу можа спатрэбіцца больш інтэнсіўны кантроль |
Адзін момант, пра які часта не звяртаюць увагі: Уборка пасля пыльнай буры павінна мець прыярытэт перад звычайнай уборкай. Адно моцнае запыленне можа назапасіць столькі пылу, колькі звычайна назапашваецца за ўвесь месяц.
Выкарыстоўвайце каэфіцыент прадукцыйнасці (PR) у якасці трыгера ачысткі
Калі фотаэлектрычная сістэма мае платформу маніторынгу, запуск ачысткі на аснове каэфіцыента прадукцыйнасці (PR) можа быць больш эканамічным, чым прытрымліванне фіксаванага раскладу.
Практычны падыход складаецца ў тым, каб усталяваць базавую крывую PR і разгледзець магчымасць ачысткі, калі вымеранае PR падае на 2% адносна базавай лініі. Гэты парог можа дапамагчы вызначыць патэнцыйныя страты забруджвання, пазбягаючы непатрэбнай ачысткі.
Аднак PR можа таксама знізіцца з-за змены эфектыўнасці інвертара, тэмпературы модуля, няспраўнасцяў абсталявання, дэградацыі або іншых умоў працы. Гэтыя фактары павінны быць даследаваны, перш чым звязваць зніжэнне з забруджваннем.
Метады ачысткі даху BIPV: параўнанне выдаткаў
Агульныя метады ачысткі
| Метад ачысткі | Спажыванне вады | Адносны кошт | Тыповыя прымянення | Прадукцыйнасць ачысткі |
| Ручная чыстка шчоткай з мяккай шчаціннем і вадой | 1–2 л на модуль | Высокі; працаёмкасць | Маленькія дахі і складаная геаметрыя даху | Выдатна |
| Робаты хімчысткі | Няма | Сярэдні; адносна высокія першапачатковыя ўкладанні | Вялікія плоскія дахі і наземныя фотаэлектрычныя ўстаноўкі | Добра |
| Робаты-распыляльнікі вады | 0,5–1 л на модуль | Сярэдні | Вялікія камерцыйныя і прамысловыя дахі | Вельмі добры |
| Уборка з дапамогай беспілотніка | Нізкі | Высокі | Узвышаныя або цяжкадаступныя дахі | Умераны |
| Сухая чыстка або выдаленне пылу вібрацыяй | Няма | Нізкі | Вададэфіцытныя рэгіёны | Умераны |
Гадавы кошт уборкі звычайна вагаецца ад 0,005 да 0,02 даляра за ват у залежнасці ад даступнасці даху, выдаткаў на працоўную сілу і выкарыстоўванага метаду ачысткі.
TРоля антызабруджвальных пакрыццяў
Пакрыцці супраць забруджванняў, у тым ліку гідрафільныя і гідрафобныя нанапакрыцці, не замяняюць ачыстку. Замест гэтага яны дапамагаюць паменшыць назапашванне бруду і падоўжыць інтэрвалы ачысткі.
Палявыя выпрабаванні паказалі, што фотаэлектрычныя модулі з антызабруджвальным пакрыццём назапашваюць на 30–40% менш пылу паміж цыкламі ачысткі, чым модулі без пакрыцця. Тым не менш, заяўленыя тэрміны службы пакрыцця значна адрозніваюцца, ад 18-24 месяцаў да 3-5 гадоў. Фактычная даўгавечнасць павінна быць праверана па дадзеных выпрабаванняў пастаўшчыка.
Нягледзячы на тое, што супрацьзабруджвальныя пакрыцця патрабуюць адносна вялікіх пачатковых укладанняў, у доўгатэрміновай перспектыве яны могуць скараціць колькасць аперацый па ачыстцы прыкладна на адну траціну. У засушлівых, пыльных рэгіёнах інвестыцыі часта могуць быць эканамічна апраўданымі.
Чатыры распаўсюджаныя памылкі пры чыстцы даху BIPV
Выкарыстанне жорсткай вады
Гэта можа быць адной з самых дарагіх памылак пры ўборцы.
Калі агульная канцэнтрацыя раствораных цвёрдых рэчываў (TDS) у падземных водах перавышае 500 праміле, вада, распыленая на гарачае шкло, можа хутка выпарацца, пакідаючы адклады кальцыя і магнію. Пасля 3-4 цыклаў ачысткі гэтыя адклады могуць прывесці да пастаяннага зніжэння прапускання святла на 2%-4%, і іх можа быць цяжка або немагчыма выдаліць.
Рэкамендуемая практыка: выкарыстоўвайце ваду зваротнага осмасу (RO) або дэіянізаваную ваду з TDS, кантраляваным ніжэй за 50 праміле.
Уборка падчас піку паўдзённай спякоты
Распырскванне халоднай вады на фотаэлектрычныя модулі пры тэмпературы вышэй за 60°C можа выклікаць тэрмічнае напружанне ў шкле, патэнцыйна выклікаючы мікротрэшчыны або, у цяжкіх выпадках, паломку шкла.
Рэкамендуемая практыка: ачышчайце рана раніцай ці позна ўвечары, калі тэмпература модуля бліжэй да тэмпературы навакольнага асяроддзя.
Занадта частая ўборка
У асяроддзі з нізкім узроўнем забруджвання штомесячная ўборка можа каштаваць даражэй, чым каштуе дадатковая выпрацоўка электраэнергіі. Яшчэ адна праблема - знос паверхні. Сухая чыстка шчоткай і саскрабанне могуць пакінуць на шкле мікраскапічныя драпіны. З часам гэтыя драпіны могуць паменшыць прапусканне святла, што патэнцыйна нівеліруе перавагі ачысткі.
Выкарыстанне чысцяць сродкаў
Некаторыя чысцяць сродкі могуць пашкодзіць антыблікавае пакрыццё (AR) на шкле. AR-пакрыцці могуць палепшыць прапусканне святла прыблізна на 2–3 % у залежнасці ад прадукту. Калі пакрыццё пашкоджана, некаторыя перавагі прадукцыйнасці могуць быць страчаны назаўжды.
Рэкамендуемая практыка: выкарыстоўвайце чыстую ваду і шчотку з мяккай шчаціннем. Для ўстойлівых забруджванняў, такіх як птушыны памёт або сок дрэў, ачысціце здзіўлены ўчастак мяккай тканінай, змочанай вадой.
Тры дызайнерскія рашэнні, якія могуць знізіць выдаткі на ўборку
Нахіл даху і дрэнажныя шляхі
Паверхні даху з вуглом нахілу 15° і больш могуць атрымаць выгаду ад гравітацыйнага сцёку, які дапамагае выдаліць частку назапашанага пылу і паляпшае натуральную ачыстку пры адпаведных умовах дажджу.
Дрэнажныя шляхі павінны быць спраектаваны так, каб прадухіліць стаянне вады. Калі застаялая вада выпараецца, на ёй могуць застацца плямы ад вады і мінеральныя адклады, якія цяжэй выдаліць, чым пыл.
Ачыстка пад'язных шляхоў
Для вялікіх дахаў маршруты ачысткі і бяспечныя шляхі доступу павінны быць уключаны ў праект з самага пачатку. Без спецыяльных шляхоў доступу выдаткі на ўборку патэнцыйна могуць падвоіцца, таму што абсталяванне не можа эфектыўна дабрацца да даху, а шлангі могуць ахопліваць не ўсе зоны.
Неабходна таксама ўлічваць бяспеку, у тым ліку агароджы, кропкі мацавання выратавальнай вяроўкі і адпаведныя сістэмы абароны ад падзення.
Тэхнічнае абслугоўванне злучэнняў
Зарэзервуйце месца для злучэнняў водазабеспячэння, каналізацыі і месцаў для захоўвання абсталявання. Гэтыя палажэнні, як правіла, недарагія для ўключэння падчас будаўніцтва. Іх мадэрнізацыя пасля ўводу ў эксплуатацыю можа запатрабаваць мадыфікацыі гатовага даху, павялічваючы як кошт, так і збоі ў эксплуатацыі.
Часта задаюць пытанні
Q1: ці трэба чысціць дахі BIPV? Чым яны адрозніваюцца ад звычайных фотаэлектрычных сістэм?
так. Паколькі модулі BIPV з'яўляюцца часткай самой даху, пры ачыстцы неабходна ўлічваць не толькі выпрацоўку электраэнергіі, але і знешні выгляд даху і гідраізаляцыю. Адным з асноўных адрозненняў з'яўляецца тое, што модулі BIPV часта не прызначаны для падтрымкі пешаходнага руху, і некаторыя прадукты маюць пэўныя абмежаванні па вытрымцы. Такім чынам, шляхі ачысткі доступу і працэдуры павінны быць распрацаваны спецыяльна для сістэмы.
Q2: Ці могуць ападкі замяніць ручную ўборку?
Часткова. Дождж можа змыць рыхлую пыл, але звычайна ён неэфектыўны супраць такіх устойлівых забруджванняў, як птушыны памёт, сок дрэў і рэшткі прамысловага масла. Нават у дажджлівых рэгіёнах можа спатрэбіцца ручная ачыстка 1-2 разы на год.
Q3: Ці можа чыстка пашкодзіць фотаэлектрычныя модулі?
Правільная чыстка павінна мінімізаваць рызыку пашкоджання. Асноўныя рызыкі ўключаюць мінеральныя адклады, выкліканыя жорсткай вадой, тэрмічны стрэс ад ачысткі гарачых модуляў халоднай вадой і драпіны, выкліканыя абразіўнымі матэрыяламі або шчоткамі з жорсткай шчаціннем. Выкананне інструкцый вытворцы па ачыстцы і пазбяганне гэтых дзеянняў можа дапамагчы абараніць модулі.
Выкарыстоўвайце гэту простую формулу: каэфіцыент выдаткаў на ўборку = гадавы кошт уборкі ÷ (гадавыя страты ад забруджвання × гадавы даход ад электраэнергіі)
Каэфіцыент ніжэй за 1 паказвае на тое, што разліковыя страты даходу, якія можна кампенсаваць, перавышаюць кошт уборкі, што сведчыць аб тым, што ўборка можа быць эканамічна карыснай. У засушлівых рэгіёнах каэфіцыент можа быць каля 0,5, у той час як у дажджлівых рэгіёнах ён можа набліжацца да 1 або перавышаць яго.
Пытанне 5: Ці варта ўкладанне сродкаў супраць забруджванняў?
Яны могуць быць карысныя ў рэгіёнах, дзе гадавыя страты ад забруджванняў перавышаюць 8%. Некаторыя палявыя выпрабаванні паказалі, што антызабруджвальныя пакрыцця могуць паменшыць назапашванне пылу на 30–40%, патэнцыйна зніжаючы частату ачысткі. Аднак у раёнах з нізкім узроўнем забруджвання акупнасць інвестыцый можа быць абмежаванай.
Патрэбна стратэгія ачысткі, прыстасаваная да месцазнаходжання вашага праекта BIPV?
Адрас электроннай пошты: info@xzbesta.com
