Nakon a fotonaponski krov integriran u zgradu (BIPV). instaliran, jedan od O&M zadataka koji se najčešće zanemaruju je čišćenje.
Projekti se podvrgavaju reviziji, konstrukcija se pregledava, a priključak na mrežu se testira. Ali čišćenju se često pridaje mnogo manje pažnje. U trenutku kada vlasnik primijeti pad proizvodnje električne energije, gubici od prljavštine 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 sustava?
Cijena zanemarivanja čišćenja: Koliko se energije gubi zbog prljanja?
Klima određuje razmjere gubitaka od onečišćenja
Gubici od zaprljanja nisu fiksni. Oni ovise o lokalnoj količini padalina, koncentraciji prašine u zraku, kutu nagiba modula, brzini vjetra i drugim uvjetima okoline.
| Klimatska zona | Godišnji gubitak od onečišćenja | Ključne karakteristike |
| Čista klima s čestim padalinama | 1%–2% | Kiša osigurava značajno prirodno čišćenje |
| Sjeveroistočni i srednji zapad Sjedinjenih Država | 2%–4% | Sezonsko zaprljanje, zimi snijeg |
| Jugozapad Sjedinjenih Država | 4%–10% | Sušni uvjeti i ograničena količina oborina |
| Poljoprivredna područja središnje Kalifornije | 6%–12% | Poljoprivredna prašina u kombinaciji sa suhim uvjetima |
| Sušna područja Indije, uključujući Rajasthan | 8%–15% | Sušna sezona može trajati i do devet mjeseci |
| Bliski istok | 12%–25% | Česte pješčane oluje i vrlo ograničena količina oborina |
| Polusušna područja koja graniče sa Saharom | 15%–30% | Ekstremni uvjeti zaprljanja |
Isti fotonaponski modul može doživjeti dramatično različite godišnje gubitke zaprljanja u Njemačkoj i Saudijskoj Arabiji. Razlika može biti i više od deset puta. Strategije čišćenja ne bi se trebale primjenjivati jednako na svim tržištima. Moraju biti prilagođeni lokalnoj klimi i uvjetima lokacije.
Kako zaprljanost utječe na performanse PV
Zaprljanost utječe na proizvodnju električne energije kroz tri glavna mehanizma.
Prvo: Smanjeni prijenos svjetlosti. Čestice prašine apsorbiraju i odbijaju dolaznu sunčevu svjetlost, smanjujući količinu svjetlosti koja dopire do solarnih ćelija i smanjujući izlaznu snagu.
Drugo: Nelinearna degradacija performansi kako se nakuplja prljavština. Kada gustoća prljavštine dosegne određenu razinu, utjecaj na performanse može postati ozbiljniji. Pri navedenoj gustoći prljavštine od 20 g/m², struja kratkog spoja može se smanjiti za 15%–21%, dok se učinkovitost može smanjiti za 15%–35%, ovisno o uvjetima ispitivanja i karakteristikama nanesenog materijala.
Treće: lokalizirane vruće točke uzrokovane neravnomjernom prljavštinom. Kada neka područja modula nakupe znatno više prljavštine od drugih, može doći do djelomičnog zasjenjenja. Osjenčane ćelije mogu rasipati snagu umjesto da je stvaraju, stvarajući lokalizirane vruće točke koje ubrzavaju starenje materijala i potencijalno oštećuju modul.
Jednostavna analiza troškova i koristi
Razmotrite komercijalni i industrijski BIPV krovni sustav od 1 MW, uz pretpostavku godišnje proizvodnje električne energije od 1200 MWh i cijene električne energije od 0,15 USD/kWh.
- Godišnji prihod od električne energije: Približno 180.000 USD
- Gubitak prihoda pri 10% godišnjem gubitku prljavštine: približno 18.000 USD
- Godišnji trošak čišćenja od 0,01 USD/W: Približno 10 000 USD
U sušnim regijama povrat na troškove čišćenja obično se kreće od 1:1,5 do 1:2. U kišnim regijama može pasti ispod 1:1, čineći čišćenje neekonomičnim.
Koliko često treba čistiti BIPV krov?
Postavite učestalost čišćenja prema okolišu
| Uvjeti okoline | Preporučena učestalost čišćenja | Ključna razmatranja |
| Umjerena, kišna klima s godišnjom količinom padalina iznad 800 mm | 1–2 puta godišnje | Uglavnom uklonite ptičji izmet, sok drveća i druge postojane kontaminante |
| Opća industrijska područja | 2–4 puta godišnje | Uzmite u obzir brzinu taloženja industrijske prašine |
| Urbana područja i mjesta u blizini glavnih prometnica | 3–4 puta godišnje | Čestice povezane s prometom mogu se čvrsto zalijepiti za površine |
| Suha i prašnjava područja | Jednom mjesečno tijekom sušne sezone | Razmislite o dodatnom čišćenju unutar 48 sati nakon oluje s prašinom, kada je to sigurno i praktično |
| Izuzetno sušna područja na Bliskom istoku i u sjevernoj Africi | Svakih 1-2 tjedna tijekom sušne sezone | Česte pojave prašine mogu zahtijevati intenzivniji nadzor |
Jedna često zanemarena točka: Čišćenje nakon oluje s prašinom treba imati prioritet u odnosu na redovni raspored čišćenja. Jedna jaka pojava prašine može ostaviti onoliko prašine koliko bi se inače nakupilo tijekom cijelog mjeseca.
Koristite Performance Ratio (PR) kao pokretač čišćenja
Ako PV sustav ima platformu za nadzor, pokretanje čišćenja na temelju omjera performansi (PR) može biti ekonomičnije od praćenja fiksnog rasporeda.
Praktičan pristup je uspostaviti osnovnu PR krivulju i razmotriti čišćenje kada izmjereni PR padne za 2% u odnosu na osnovnu liniju. Ovaj prag može pomoći u prepoznavanju potencijalnih gubitaka od prljavštine, a istovremeno izbjegava nepotrebno čišćenje.
Međutim, PR se također može smanjiti zbog promjena učinkovitosti pretvarača, temperature modula, grešaka na opremi, degradacije ili drugih radnih uvjeta. Ove čimbenike treba istražiti prije nego što se smanjenje pripiše zaprljanju.
BIPV metode čišćenja krovova: usporedba troškova
Uobičajene metode čišćenja
| Metoda čišćenja | Potrošnja vode | Relativni trošak | Tipične primjene | Učinkovitost čišćenja |
| Ručno čišćenje četkom s mekim vlaknima i vodom | 1–2 L po modulu | Visoko; radno intenzivan | Mali krovovi i složene geometrije krovova | Izvrsno |
| Roboti za kemijsko čišćenje | Nijedan | Srednje; relativno visoka početna ulaganja | Veliki, ravni krovovi i PV postrojenja postavljena na tlo | dobro |
| Roboti za raspršivanje vode | 0,5–1 L po modulu | srednje | Veliki komercijalni i industrijski krovovi | Vrlo dobro |
| Čišćenje uz pomoć drona | Niska | visoko | Povišeni ili teško dostupni krovovi | Umjereno |
| Suho četkanje ili uklanjanje prašine na temelju vibracija | Nijedan | Niska | Regije s nedostatkom vode | Umjereno |
Godišnji trošak čišćenja obično se kreće od 0,005 USD do 0,02 USD po vatu, ovisno o dostupnosti krova, 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 smanjiti nakupljanje prljavštine i produljuju intervale čišćenja.
Terenski testovi su pokazali da PV moduli s premazima protiv prljanja nakupljaju 30% – 40% manje prašine između ciklusa čišćenja nego neobloženi moduli. Međutim, prijavljeni vijek trajanja premaza znatno varira, u rasponu od 18-24 mjeseca do 3-5 godina. Stvarnu trajnost treba provjeriti prema podacima o ispitivanju dobavljača.
Iako premazi protiv prljanja zahtijevaju relativno velika početna ulaganja, dugoročno mogu smanjiti broj operacija čišćenja za otprilike jednu trećinu. U sušnim, prašnjavim regijama, investicija često može biti ekonomski opravdana.
Četiri uobičajene BIPV pogreške pri čišćenju krova
Korištenje tvrde vode
Ovo može biti jedna od najskupljih grešaka u čišćenju.
Kada podzemna voda ima koncentraciju ukupnih otopljenih čvrstih tvari (TDS) iznad 500 ppm, voda poprskana na vruće staklo može brzo ispariti, ostavljajući naslage kalcija i magnezija. Nakon 3-4 ciklusa čišćenja, te naslage mogu uzrokovati trajno smanjenje propusnosti svjetla od 2%-4% i može ih biti teško ili nemoguće ukloniti.
Preporučena praksa: Koristite vodu reverznom osmozom (RO) ili deioniziranu vodu, s TDS kontroliranim ispod 50 ppm.
Čišćenje tijekom najveće podnevne vrućine
Prskanje hladne vode na PV module na temperaturama iznad 60°C može stvoriti toplinski stres u staklu, potencijalno uzrokujući mikropukotine ili, u teškim slučajevima, lom stakla.
Preporučena praksa: Čistite rano ujutro ili kasno poslijepodne, kada su temperature modula bliže temperaturi okoline.
Prečesto čišćenje
U slabo zaprljanim okruženjima, mjesečno čišćenje može stajati više nego što vrijedi dodatna proizvodnja električne energije. Druga briga je trošenje površine. Suho četkanje i struganje mogu ostaviti mikroskopske ogrebotine na staklu. S vremenom te ogrebotine mogu smanjiti propusnost svjetlosti, potencijalno nadoknađujući prednosti čišćenja.
Korištenje 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, neke od prednosti performansi mogu biti trajno izgubljene.
Preporučena praksa: Koristite čistu vodu i četku s mekim vlaknima. Za tvrdokorna onečišćenja, poput ptičjeg izmeta ili soka drveća, koristite mekanu krpu navlaženu vodom za čišćenje zahvaćenog područja.
Tri dizajnerske odluke koje mogu smanjiti troškove čišćenja
Nagib krova i odvodnjavanje
Krovne površine s kutom nagiba od 15° ili više mogu imati koristi od otjecanja potpomognutog gravitacijom, pomažući u uklanjanju nakupljene prašine i poboljšavajući prirodno čišćenje pod odgovarajućim kišnim uvjetima.
Odvodne staze trebaju biti projektirane tako da spriječe stajaću vodu. Nakon što ustajala voda ispari, može ostaviti mrlje od vode i mineralne naslage koje je teže ukloniti nego prašinu.
Čišćenje pristupnih putova
Za velike krovove, rute čišćenja i sigurne pristupne staze trebaju biti uključene u projekt od samog početka. Bez namjenskih pristupnih ruta, troškovi čišćenja mogu se potencijalno udvostručiti jer oprema ne može učinkovito doći do krova, a crijeva možda neće pokriti sva područja.
Također se mora uzeti u obzir sigurnost, uključujući zaštitne ograde, sidrišne točke za uže za spašavanje i odgovarajuće sustave za zaštitu od pada.
Priključci za održavanje
Rezervirajte prostor za priključke za vodoopskrbu, odvodne otvore i prostore za skladištenje opreme. Ove odredbe općenito su jeftine za ugradnju tijekom izgradnje. Njihovo naknadno opremanje nakon puštanja u rad može zahtijevati izmjene na dovršenom krovu, povećavajući i troškove i smetnje u radu.
Često postavljana pitanja
P1: Treba li čišćenje BIPV krovova? Po čemu se razlikuju od konvencionalnih PV sustava?
da Budući da BIPV moduli čine dio samog krova, čišćenje mora uzeti u obzir ne samo proizvodnju električne energije, već i izgled krova i vodonepropusnost. Jedna ključna razlika je u tome što BIPV moduli često nisu dizajnirani za podršku pješačkom prometu, a neki proizvodi imaju određena ograničenja nosivosti. Pristupni putovi i postupci čišćenja stoga moraju biti dizajnirani posebno za sustav.
P2: Može li kiša zamijeniti ručno čišćenje?
Djelomično. Kiša može isprati prašinu, ali općenito je neučinkovita protiv tvrdokornih zagađivača kao što su ptičji izmet, sok 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?
Ispravno čišćenje trebalo bi smanjiti rizik od oštećenja. Glavni rizici uključuju mineralne naslage uzrokovane tvrdom vodom, toplinski stres od čišćenja vrućih modula hladnom vodom i ogrebotine uzrokovane abrazivnim materijalima ili četkama s tvrdim čekinjama. Slijeđenje uputa proizvođača za čišćenje 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 pokazuje da procijenjeni nadoknadivi gubitak prihoda premašuje troškove čišćenja, što sugerira da bi čišćenje moglo biti ekonomski isplativo. U sušnim regijama omjer može biti oko 0,5, dok se u kišnim regijama može približiti ili premašiti 1.
P5: Jesu li premazi protiv prljanja vrijedni ulaganja?
Oni bi mogli biti korisni u regijama gdje godišnji gubici prljavštine prelaze 8%. Neka terenska ispitivanja pokazala su da premazi protiv prljanja mogu smanjiti nakupljanje prašine za 30%–40%, potencijalno smanjujući učestalost čišćenja. Međutim, u područjima s niskom razinom zaprljanosti povrat ulaganja može biti ograničen.
Trebate strategiju čišćenja prilagođenu lokaciji vašeg BIPV projekta?
Email: info@xzbesta.com
