Després d'a coberta fotovoltaica integrada a l'edifici (BIPV). està instal·lat, una de les tasques d'O&M més fàcils de passar per alt és la neteja.
Els dissenys es revisen, s'inspecciona la construcció i es prova la connexió a la xarxa. Però la neteja sovint rep molta menys atenció. Quan el propietari noti una caiguda en la generació d'energia, és possible que les pèrdues de brutícia ja s'hagin acumulat durant un any sencer.
Aquesta guia respon a tres preguntes clau: Quanta generació d'energia es perd sense netejar? Amb quina freqüència s'ha de netejar un sostre BIPV? I com es pot netejar sense danyar el sistema?
El cost de deixar de banda la neteja: quanta energia es perd amb la brutícia?
El clima determina l'escala de les pèrdues de brutícia
Les pèrdues de brutícia no es fixen. Depenen de la pluja local, la concentració de pols en l'aire, l'angle d'inclinació del mòdul, la velocitat del vent i altres condicions ambientals.
| Zona Climàtica | Pèrdua anual de brutícia | Característiques clau |
| Climes nets amb pluges freqüents | 1%–2% | La pluja proporciona una neteja natural substancial |
| Nord-est i mig-oest dels Estats Units | 2%–4% | Brut estacional, amb neu a l'hivern |
| Sud-oest dels Estats Units | 4%–10% | Condicions àrides i precipitacions limitades |
| Zones agrícoles de Califòrnia central | 6%–12% | Pols agrícola combinada amb condicions seques |
| Regions àrides de l'Índia, inclòs Rajasthan | 8%–15% | Les estacions seques poden durar fins a nou mesos |
| Orient Mitjà | 12%-25% | Tempestes de pols freqüents i precipitacions molt limitades |
| Zones semiàrides que voregen el Sàhara | 15%-30% | Condicions extremes de brutícia |
El mateix mòdul fotovoltaic pot experimentar pèrdues anuals de brutícia dramàticament diferents a Alemanya i l'Aràbia Saudita. La diferència pot ser més de deu vegades. Les estratègies de neteja no s'han d'aplicar de manera uniforme en tots els mercats. S'han d'adaptar al clima local i a les condicions del lloc.
Com afecta la brutícia al rendiment fotovoltaic
La brutícia afecta la generació d'energia mitjançant tres mecanismes principals.
Primer: reducció de la transmissió de la llum. Les partícules de pols absorbeixen i reflecteixen la llum solar entrant, reduint la quantitat de llum que arriba a les cèl·lules solars i reduint la potència de sortida.
Segon: degradació del rendiment no lineal a mesura que s'acumula la brutícia. Quan la densitat de la brutícia arriba a un cert nivell, l'impacte en el rendiment pot ser més greu. A una densitat de brutícia informada de 20 g/m², el corrent de curtcircuit pot disminuir entre un 15% i un 21%, mentre que l'eficiència pot disminuir entre un 15% i un 35%, depenent de les condicions de prova i de les característiques del material dipositat.
Tercer: punts calents localitzats causats per una brutícia irregular. Quan algunes zones d'un mòdul acumulen molt més brutícia que altres, es pot produir un ombreig parcial. Les cèl·lules ombrejades poden dissipar energia en lloc de generar-la, creant punts calents localitzats que acceleren l'envelliment del material i poden danyar el mòdul.
Una senzilla anàlisi cost-benefici
Considereu un sistema BIPV comercial i industrial d'1 MW al terrat, suposant una generació anual d'electricitat de 1.200 MWh i un preu de l'electricitat de 0,15 $/kWh.
- Ingressos anuals d'electricitat: aproximadament 180.000 dòlars
- Pèrdua d'ingressos amb una pèrdua anual de brutícia del 10%: aproximadament 18.000 dòlars
- Cost de neteja anual a 0,01 $/W: aproximadament 10.000 $
A les regions àrides, el rendiment de la despesa de neteja normalment oscil·la entre 1:1,5 i 1:2. A les regions plujoses, pot caure per sota d'1:1, cosa que fa que la neteja sigui poc econòmica.
Amb quina freqüència s'ha de netejar un sostre BIPV?
Estableix la freqüència de neteja segons el medi ambient
| Condicions ambientals | Freqüència de neteja recomanada | Consideracions clau |
| Climes temperats i plujosos amb precipitacions anuals superiors als 800 mm | 1-2 vegades per any | Traieu principalment els excrements d'ocells, la saba dels arbres i altres contaminants persistents |
| Àrees industrials generals | 2-4 vegades per any | Considereu la taxa de deposició de pols industrial |
| Àrees urbanes i llocs propers a carreteres principals | 3-4 vegades per any | Les partícules relacionades amb el trànsit poden adherir-se fortament a les superfícies |
| Zones àrides i polsegoses | Un cop al mes durant l'estació seca | Considereu una neteja addicional en les 48 hores posteriors a una tempesta de pols, quan sigui segur i pràctic |
| Regions extremadament àrides de l'Orient Mitjà i del nord d'Àfrica | Cada 1-2 setmanes durant l'estació seca | Els esdeveniments freqüents de pols poden requerir un control més intensiu |
Un punt que sovint es passa per alt: La neteja després d'una tempesta de pols hauria de tenir prioritat sobre el programa de neteja habitual. Un sol esdeveniment de pols greu pot dipositar tanta pols com s'acumularia normalment durant un mes sencer.
Utilitzeu la relació de rendiment (PR) com a activador de neteja
Si el sistema fotovoltaic té una plataforma de supervisió, activar la neteja en funció de la relació de rendiment (PR) pot ser més econòmic que seguir un calendari fix.
Un enfocament pràctic és establir una corba de PR de línia de base i considerar la neteja quan la PR mesurada cau un 2% en relació amb la línia de base. Aquest llindar pot ajudar a identificar possibles pèrdues de brutícia evitant una neteja innecessària.
Tanmateix, la PR també pot disminuir a causa dels canvis d'eficiència de l'inversor, la temperatura del mòdul, les avaries de l'equip, la degradació o altres condicions de funcionament. Aquests factors s'han d'investigar abans d'atribuir la disminució a la brutícia.
Mètodes de neteja de sostres BIPV: una comparació de costos
Mètodes de neteja habituals
| Mètode de neteja | Consum d'aigua | Cost relatiu | Aplicacions típiques | Rendiment de neteja |
| Neteja manual amb un raspall de truges suaus i aigua | 1-2 L per mòdul | Alt; intensiva en mà d'obra | Teulades petites i geometries de cobertes complexes | Excel·lent |
| Robots de neteja en sec | Cap | Mitjà; inversió inicial relativament elevada | Teulades grans i planes i plantes fotovoltaiques a terra | Bé |
| Robots de polvorització d'aigua | 0,5-1 L per mòdul | Mitjana | Grans terrats comercials i industrials | Molt bé |
| Neteja assistida per drons | Baixa | Alt | Teulades elevades o de difícil accés | Moderat |
| Raspall en sec o eliminació de pols basada en vibracions | Cap | Baixa | Regions amb poca aigua | Moderat |
El cost de neteja anual oscil·la normalment entre 0,005 i 0,02 dòlars per watt, depenent de l'accessibilitat del sostre, els costos laborals i el mètode de neteja utilitzat.
TEl paper dels recobriments antisucietat
Els recobriments antisucietat, inclosos els nanorevestiments hidròfils i hidròfobs, no substitueixen la neteja. En canvi, ajuden a reduir l'acumulació de brutícia i allargar els intervals de neteja.
Les proves de camp han informat que els mòduls fotovoltaics amb recobriments antisucia acumulen entre un 30% i un 40% menys de pols entre cicles de neteja que els mòduls sense recobrir. No obstant això, la vida útil del recobriment informada varia considerablement, que oscil·la entre 18 i 24 mesos i entre 3 i 5 anys. La durabilitat real s'ha de verificar amb les dades de proves del proveïdor.
Tot i que els recobriments antipolució requereixen una inversió inicial relativament elevada, poden reduir el nombre d'operacions de neteja en aproximadament un terç a llarg termini. A les regions àrides i polsegoses, la inversió sovint es pot justificar econòmicament.
Quatre errors comuns de neteja del sostre BIPV
Ús d'aigua dura
Aquest pot ser un dels errors de neteja més costosos.
Quan l'aigua subterrània té una concentració de sòlids dissolts totals (TDS) superior a 500 ppm, l'aigua ruixada sobre el vidre calent es pot evaporar ràpidament, deixant dipòsits de calci i magnesi. Després de 3-4 cicles de neteja, aquests dipòsits poden provocar una reducció permanent del 2% al 4% de la transmissió de la llum del vidre i poden ser difícils o impossibles d'eliminar.
Pràctica recomanada: Utilitzeu aigua d'osmosi inversa (RO) o aigua desionitzada, amb TDS controlat per sota de 50 ppm.
Neteja durant la màxima calor del migdia
La polvorització d'aigua freda sobre mòduls fotovoltaics a temperatures superiors a 60 °C pot crear estrès tèrmic al vidre, provocant potencialment microesquerdes o, en casos greus, trencament del vidre.
Pràctica recomanada: netejar a primera hora del matí o a última hora de la tarda, quan les temperatures del mòdul s'aproximen a la temperatura ambient.
Neteja amb massa freqüència
En entorns amb poca brutícia, la neteja mensual pot costar més del que val la generació d'electricitat addicional. Una altra preocupació és el desgast de la superfície. El raspallat en sec i el raspat poden deixar rascades microscòpiques al vidre. Amb el pas del temps, aquestes ratllades poden reduir la transmissió de la llum, potencialment compensant els beneficis de la neteja.
Ús d'agents de neteja
Alguns agents de neteja poden danyar el recobriment antireflectant (AR) del vidre. Els recobriments AR poden millorar la transmissió de la llum entre un 2% i un 3% aproximadament, depenent del producte. Si el recobriment està danyat, part d'aquest benefici de rendiment es pot perdre permanentment.
Pràctica recomanada: Utilitzeu aigua neta i un raspall de truges suaus. Per a contaminants tossuts, com excrements d'ocells o saba d'arbres, utilitzeu un drap suau humitejat amb aigua per netejar la zona afectada.
Tres decisions de disseny que poden reduir els costos de neteja
Inclinació del sostre i vies de drenatge
Les superfícies del sostre amb un angle d'inclinació de 15 ° o més es poden beneficiar de l'escorrentia assistida per gravetat, ajudant a eliminar part de la pols acumulada i millorar la neteja natural en condicions de pluja adequades.
Els camins de drenatge s'han de dissenyar per evitar l'aigua estancada. Un cop l'aigua estancada s'evapora, pot deixar taques d'aigua i dipòsits minerals que són més difícils d'eliminar que la pols solta.
Neteja de vies d'accés
Per als terrats grans, s'han d'incorporar al disseny les vies de neteja i les vies d'accés segures des del principi. Sense rutes d'accés dedicades, els costos de neteja poden duplicar-se perquè l'equip no pot arribar al sostre de manera eficient i les mànegues poden no cobrir totes les zones.
També s'ha de tenir en compte la seguretat, incloses les baranes, els punts d'ancoratge de la línia de vida i els sistemes adequats de protecció contra caigudes.
Connexions de manteniment
Reserveu espai per a connexions de subministrament d'aigua, sortides de drenatge i zones d'emmagatzematge d'equips. Aquestes disposicions són generalment barates d'incorporar durant la construcció. La readaptació després de la posada en funcionament pot requerir modificacions al sostre acabat, augmentant tant el cost com la interrupció operativa.
Preguntes freqüents
P1: Cal netejar les cobertes de BIPV? En què es diferencien dels sistemes fotovoltaics convencionals?
Sí. Com que els mòduls BIPV formen part del propi sostre, la neteja ha de tenir en compte no només la generació d'energia, sinó també l'aspecte i la impermeabilització del sostre. Una diferència clau és que els mòduls BIPV sovint no estan dissenyats per suportar el trànsit a peu i alguns productes tenen limitacions específiques de suport de càrrega. Per tant, les vies d'accés i els procediments de neteja s'han de dissenyar específicament per al sistema.
P2: La pluja pot substituir la neteja manual?
Parcialment. La pluja pot eliminar la pols solta, però generalment és ineficaç contra contaminants tossuts com ara excrements d'ocells, saba d'arbres i residus d'oli industrial. Fins i tot a les regions plujoses, la neteja manual pot ser necessària 1 o 2 vegades l'any.
P3: La neteja pot danyar els mòduls fotovoltaics?
La neteja adequada hauria de minimitzar el risc de danys. Els principals riscos inclouen els dipòsits minerals causats per l'aigua dura, l'estrès tèrmic de la neteja dels mòduls calents amb aigua freda i les ratllades causades per materials abrasius o raspalls de truges dures. Seguir les instruccions de neteja del fabricant i evitar aquestes pràctiques pot ajudar a protegir els mòduls.
Utilitzeu aquesta fórmula senzilla: Ratio de costos de neteja = Cost anual de neteja ÷ (Pèrdua anual de brutícia × Ingressos anuals d'electricitat)
Una ràtio per sota d'1 indica que la pèrdua estimada d'ingressos recuperables supera el cost de neteja, cosa que suggereix que la neteja pot valdre la pena econòmicament. A les regions àrides, la proporció pot estar al voltant de 0,5, mentre que a les regions plujoses pot aproximar-se o superar l'1.
P5: Val la pena la inversió els recobriments antisucietat?
Poden valer la pena en regions on les pèrdues anuals de brutícia superen el 8%. Algunes proves de camp han informat que els recobriments antipols poden reduir l'acumulació de pols entre un 30% i un 40%, la qual cosa podria reduir la freqüència de neteja. Tanmateix, a les zones amb baixos nivells de brutícia, el retorn de la inversió pot ser limitat.
Necessites una estratègia de neteja adaptada a la ubicació del teu projecte BIPV?
Correu electrònic: info@xzbesta.com
