Nakon a krov sa integrisanim fotonaponskim sistemima (BIPV). je instaliran, jedan od zadataka O&M koji se najlakše previdi je čišćenje.
Projekti su podvrgnuti pregledu, konstrukciji se pregleda, a spoj na mrežu se ispituje. Ali čišćenju se često posvećuje mnogo manje pažnje. U trenutku kada vlasnik primijeti pad proizvodnje električne energije, gubici od zaprljanja možda su se već akumulirali tijekom cijele godine.
Ovaj vodič odgovara na tri ključna pitanja: Koliko se energije gubi bez čišćenja? Koliko često treba čistiti BIPV krov? I kako se može očistiti bez oštećenja sistema?
Troškovi zanemarivanja čišćenja: Koliko energije se gubi zbog zaprljanja?
Klima određuje razmjer gubitaka zaprljanja
Gubici zaprljanja nisu fiksni. Oni ovise o lokalnim padavinama, koncentraciji prašine u zraku, kutu nagiba modula, brzini vjetra i drugim uvjetima okoline.
| Klimatska zona | Godišnji gubitak zaprljanja | Ključne karakteristike |
| Čista klima sa čestim padavinama | 1%–2% | Kiša pruža značajno prirodno čišćenje |
| Sjeveroistočne i srednje zapadne Sjedinjene Države | 2%–4% | Sezonsko zaprljanje, sa snijegom zimi |
| Southwestern United States | 4%–10% | Sušni uslovi i ograničene količine padavina |
| Poljoprivredna područja centralne Kalifornije | 6%–12% | Poljoprivredna prašina u kombinaciji sa suvim uslovima |
| Sušne regije Indije, uključujući Rajasthan | 8%–15% | Sušna sezona može trajati i do devet mjeseci |
| Bliski istok | 12%–25% | Česte prašne oluje i vrlo ograničene padavine |
| Polusušna područja koja graniče sa Saharom | 15%–30% | Ekstremni uslovi zaprljanja |
Isti PV modul može doživjeti dramatično različite godišnje gubitke zaprljanja u Njemačkoj i Saudijskoj Arabiji. Razlika može biti više od deset puta. Strategije čišćenja ne bi trebalo da se primenjuju jednolično na svim tržištima. Moraju biti prilagođeni lokalnoj klimi i uslovima lokacije.
Kako zaprljanje utiče na PV performanse
Prljanje utiče na proizvodnju energije kroz tri glavna mehanizma.
Prvo: Smanjena transmisija svjetlosti. Čestice prašine apsorbiraju i reflektiraju dolaznu sunčevu svjetlost, smanjujući količinu svjetlosti koja dopire do solarnih ćelija i smanjujući izlaznu snagu.
Drugo: nelinearna degradacija performansi kako se prljavština nakuplja. Kada gustina zaprljanja dostigne određeni nivo, uticaj na performanse može postati ozbiljniji. Pri prijavljenoj gustini zaprljanja od 20 g/m², struja kratkog spoja može se smanjiti za 15%–21%, dok efikasnost može pasti za 15%–35%, u zavisnosti od uslova ispitivanja i karakteristika deponovanog materijala.
Treće: Lokalizirane vruće tačke uzrokovane neravnomjernim zaprljanjem. Kada neka područja modula nakupe znatno više prljavštine od drugih, može doći do djelomičnog zasjenjivanja. Zasjenjene ćelije mogu rasipati snagu nego je stvarati, stvarajući lokalizirane vruće točke koje ubrzavaju starenje materijala i potencijalno oštećuju modul.
Jednostavna analiza troškova i koristi
Uzmite u obzir komercijalni i industrijski BIPV krovni sistem od 1 MW, uz pretpostavku godišnje proizvodnje električne energije od 1.200 MWh i cijenu električne energije od 0,15 USD/kWh.
- Godišnji prihod od električne energije: približno 180.000 dolara
- Gubitak prihoda uz gubitak od 10% godišnje od prljavštine: približno 18.000 USD
- Godišnji trošak čišćenja od 0,01 USD/W: približno 10.000 USD
U sušnim regijama, povrat troškova čišćenja obično se kreće od 1:1,5 do 1:2. U kišnim područjima može pasti ispod 1:1, što čišćenje čini neekonomičnim.
Koliko često treba čistiti BIPV krov?
Podesite učestalost čišćenja u skladu sa okruženjem
| Uslovi okoline | Predložena učestalost čišćenja | Ključna razmatranja |
| Umjerena, kišovita klima sa godišnjim padavinama iznad 800 mm | 1-2 puta godišnje | Uglavnom uklanjajte ptičji izmet, sok od drveća i druge postojane zagađivače |
| Opće industrijske oblasti | 2-4 puta godišnje | Uzmite u obzir stopu taloženja industrijske prašine |
| Urbana područja i lokacije u blizini glavnih saobraćajnica | 3-4 puta godišnje | Čestice povezane sa saobraćajem mogu se snažno zalijepiti za površine |
| Sušna i prašnjava područja | Jednom mesečno tokom sušne sezone | Razmislite o dodatnom čišćenju u roku od 48 sati nakon oluje prašine, kada je sigurno i praktično |
| Ekstremno sušna područja na Bliskom istoku i sjevernoj Africi | Svake 1-2 sedmice tokom sušne sezone | Česta pojava prašine može zahtijevati intenzivnije praćenje |
Jedna često zanemarena tačka: Čišćenje nakon prašne oluje trebalo bi da ima prioritet u odnosu na uobičajeni raspored čišćenja. Jedna velika pojava prašine može nanijeti onoliko prašine koliko bi se inače akumuliralo tokom cijelog mjeseca.
Koristite omjer performansi (PR) kao okidač za čišćenje
Ako fotonaponski sistem ima platformu za praćenje, pokretanje čišćenja na osnovu omjera performansi (PR) može biti ekonomičnije od pridržavanja fiksnog rasporeda.
Praktični pristup je da se uspostavi početna PR krivulja i razmotri čišćenje kada izmjereni PR padne za 2% u odnosu na osnovnu liniju. Ovaj prag može pomoći da se identificiraju potencijalni gubici zaprljanja uz izbjegavanje nepotrebnog čišćenja.
Međutim, PR također može opasti zbog promjena u efikasnosti pretvarača, temperature modula, kvarova opreme, degradacije ili drugih radnih uvjeta. Ove faktore treba istražiti prije nego što se pad pripiše zaprljanju.
BIPV metode čišćenja krova: poređenje troškova
Uobičajene metode čišćenja
| Metoda čišćenja | Potrošnja vode | Relativni trošak | Tipične primjene | Performanse čišćenja |
| Ručno čišćenje četkom s mekim vlaknima i vodom | 1–2 L po modulu | High; radno intenzivan | Mali krovovi i složene geometrije krovova | Odlično |
| Roboti za hemijsko čišćenje | Nema | srednje; relativno visoka početna investicija | Veliki, ravni krovovi i prizemna fotonaponska postrojenja | Dobro |
| Roboti za prskanje vode | 0,5–1 L po modulu | Srednje | Veliki komercijalni i industrijski krovovi | Vrlo dobro |
| Čišćenje uz pomoć dronom | Nisko | Visoko | Povišeni ili teško pristupačni krovovi | Umjereno |
| Suvo četkanje ili uklanjanje prašine na bazi vibracija | Nema | Nisko | Regioni sa nedostatkom vode | Umjereno |
Godišnji trošak čišćenja se obično kreće od 0,005 do 0,02 dolara po vatu, ovisno o pristupačnosti krovu, troškovima rada i korištenoj metodi čišćenja.
TUloga premaza protiv prljanja
Premazi protiv prljanja, uključujući hidrofilne i hidrofobne nano-premaze, nisu zamjena za čišćenje. Umjesto toga, pomažu u smanjenju nakupljanja prljavštine i produžuju intervale čišćenja.
Terenski testovi su pokazali da fotonaponski moduli sa premazima protiv prljanja akumuliraju 30%-40% manje prašine između ciklusa čišćenja od neobloženih modula. Međutim, prijavljeni vijek trajanja premaza značajno varira, u rasponu od 18-24 mjeseca do 3-5 godina. Stvarnu izdržljivost treba provjeriti prema podacima testova dobavljača.
Iako premazi protiv prljanja zahtijevaju relativno velika ulaganja unaprijed, oni mogu smanjiti broj operacija čišćenja za otprilike jednu trećinu na duži rok. U sušnim, prašnjavim regionima, investicija često može biti ekonomski opravdana.
Četiri uobičajene BIPV greške pri čišćenju krova
Korištenje tvrde vode
Ovo može biti jedna od najskupljih grešaka u čišćenju.
Kada podzemna voda ima koncentraciju ukupne otopljene čvrste tvari (TDS) iznad 500 ppm, voda raspršena na vruće staklo može brzo ispariti, ostavljajući naslage kalcija i magnezija. Nakon 3-4 ciklusa čišćenja, ove naslage mogu uzrokovati trajno smanjenje propusnosti svjetlosti stakla od 2%-4% i može biti teško ili nemoguće ukloniti ih.
Preporučena praksa: Koristite vodu reverzne osmoze (RO) ili deioniziranu vodu, s TDS kontroliranim ispod 50 ppm.
Čišćenje tokom najveće podnevne vrućine
Prskanje hladnom vodom na PV module na temperaturama iznad 60°C može stvoriti termički stres u staklu, potencijalno uzrokovati mikropukotine ili, u teškim slučajevima, lomljenje stakla.
Preporučena praksa: Čistite rano ujutro ili kasno popodne, kada su temperature modula bliže temperaturi okoline.
Prečesto čišćenje
U sredinama sa malo prljavštine, mjesečno čišćenje može koštati više nego što vrijedi dodatna proizvodnja električne energije. Još jedna briga je trošenje površine. Suvo četkanje i struganje može ostaviti mikroskopske ogrebotine na staklu. S vremenom, ove ogrebotine mogu smanjiti propusnost svjetlosti, potencijalno nadoknaditi prednosti čišćenja.
Upotreba sredstava za čišćenje
Neka sredstva za čišćenje mogu oštetiti antirefleksni (AR) premaz na staklu. AR premazi mogu poboljšati prijenos svjetlosti za otprilike 2% – 3%, ovisno o proizvodu. Ako je premaz oštećen, dio ove prednosti performansi može biti trajno izgubljen.
Preporučena praksa: Koristite čistu vodu i četku s mekim vlaknima. Za tvrdokorne zagađivače, kao što su ptičji izmet ili sok od drveta, koristite meku krpu navlaženu vodom da očistite zahvaćeno područje.
Tri dizajnerske odluke koje mogu smanjiti troškove čišćenja
Nagib krova i drenažne staze
Krovne površine sa uglom nagiba od 15° ili više mogu imati koristi od oticanja uz pomoć gravitacije, pomažući u uklanjanju neke nakupljene prašine i poboljšavajući prirodno čišćenje pod odgovarajućim uslovima padavina.
Odvodne staze treba projektirati tako da spriječi stajaće vode. Jednom kada stajaća voda ispari, može ostaviti mrlje od vode i mineralne naslage koje je teže ukloniti od rastresite prašine.
Čišćenje pristupnih puteva
Za velike krovove, putevi za čišćenje i sigurni pristupni putevi trebaju biti uključeni u dizajn od samog početka. Bez namjenskih pristupnih puteva, troškovi čišćenja se potencijalno mogu udvostručiti jer oprema ne može efikasno doći do krova, a crijeva možda neće pokriti sva područja.
Sigurnost se također mora uzeti u obzir, uključujući zaštitne ograde, tačke sidrenja užeta za spašavanje i odgovarajuće sisteme za zaštitu od pada.
Priključci za održavanje
Rezervišite prostor za priključke za vodosnabdevanje, odvodne odvode i prostore za skladištenje opreme. Ove odredbe su generalno jeftine za uključivanje tokom izgradnje. Njihova naknadna oprema nakon puštanja u rad može zahtijevati modifikacije na završenom krovu, povećavajući i troškove i smetnje u radu.
Često postavljana pitanja
P1: Da li je potrebno čišćenje BIPV krovova? Po čemu se razlikuju od konvencionalnih fotonaponskih sistema?
Da. Budući da BIPV moduli čine dio samog krova, čišćenje mora uzeti u obzir ne samo proizvodnju energije već i izgled krova i hidroizolaciju. Jedna ključna razlika je u tome što BIPV moduli često nisu dizajnirani da podrže pješački promet, a neki proizvodi imaju specifična ograničenja nosivosti. Pristupne rute i procedure čišćenja stoga moraju biti dizajnirane posebno za sistem.
P2: Može li kiša zamijeniti ručno čišćenje?
Djelimično. Kiša može oprati prašinu, ali je općenito neefikasna protiv tvrdokornih zagađivača kao što su ptičji izmet, sok od drveća i ostaci industrijskog ulja. Čak iu kišnim regijama, ručno čišćenje može biti potrebno 1-2 puta godišnje.
P3: Može li čišćenje oštetiti PV module?
Pravilno čišćenje bi trebalo da smanji rizik od oštećenja. Glavni rizici uključuju mineralne naslage uzrokovane tvrdom vodom, termički stres od čišćenja vrućih modula hladnom vodom i ogrebotine uzrokovane abrazivnim materijalima ili četkama s tvrdim vlaknima. Praćenje uputa za čišćenje proizvođača i izbjegavanje ovih postupaka može pomoći u zaštiti modula.
Koristite ovu jednostavnu formulu: Omjer troškova čišćenja = godišnji trošak čišćenja ÷ (godišnji gubitak od prljavštine × godišnji prihod od električne energije)
Omjer ispod 1 ukazuje na to da procijenjeni nadoknadivi gubitak prihoda premašuje troškove čišćenja, što sugerira da bi čišćenje moglo biti ekonomski isplativo. U sušnim regijama taj omjer može biti oko 0,5, dok se u kišnim područjima može približiti ili premašiti 1.
P5: Da li su premazi protiv prljanja vrijedni ulaganja?
Oni mogu biti korisni u regijama u kojima godišnji gubici zaprljanja prelaze 8%. Neki terenski testovi su izvijestili da premazi protiv prljanja mogu smanjiti nakupljanje prašine za 30%-40%, potencijalno smanjujući učestalost čišćenja. Međutim, u područjima sa niskim nivoom zaprljanosti povrat ulaganja može biti ograničen.
Trebate strategiju čišćenja prilagođenu lokaciji vašeg BIPV projekta?
Email: info@xzbesta.com
