Кейін а ғимаратқа біріктірілген фотоэлектрлік (BIPV) шатыры орнатылған болса, ең оңай еленбейтін жөндеу және жөндеу тапсырмаларының бірі тазалау болып табылады.
Жобалар қарастырылады, құрылыс тексеріледі және желілік байланыс сыналады. Бірақ тазалауға көп көңіл бөлінбейді. Иесі электр қуатын өндірудің төмендегенін байқаған кезде, ластану шығындары бір жыл бойы жинақталған болуы мүмкін.
Бұл нұсқаулық үш негізгі сұраққа жауап береді: Тазалаусыз қанша энергия өндіру жоғалады? BIPV шатырын қаншалықты жиі тазалау керек? Және оны жүйеге зақым келтірместен қалай тазалауға болады?
Тазалауды елемеу құны: ластану үшін қанша энергия жоғалады?
Климат ластану ысыраптарының ауқымын анықтайды
Топырақтың жоғалуы түзетілмейді. Олар жергілікті жауын-шашынға, ауадағы шаң концентрациясына, модульдің қисаю бұрышына, жел жылдамдығына және басқа қоршаған орта жағдайларына байланысты.
| Климаттық аймақ | Жыл сайынғы топырақтың жоғалуы | Негізгі сипаттамалар |
| Жаңбыр жиі жауатын таза климат | 1%–2% | Жауын-шашын айтарлықтай табиғи тазалықты қамтамасыз етеді |
| Америка Құрама Штаттарының солтүстік-шығыс және орта батысы | 2%–4% | Маусымдық ластану, қыста қар |
| Оңтүстік-батыс Америка Құрама Штаттары | 4%–10% | Құрғақ жағдайлар және шектеулі жауын-шашын |
| Орталық Калифорния ауылшаруашылық аймақтары | 6%–12% | Ауылшаруашылық шаңы құрғақ жағдайлармен біріктірілген |
| Үндістанның құрғақ аймақтары, соның ішінде Раджастхан | 8%–15% | Құрғақ маусымдар тоғыз айға дейін созылуы мүмкін |
| Таяу Шығыс | 12%–25% | Жиі шаңды дауылдар және өте шектеулі жауын-шашын |
| Сахарамен шектесетін жартылай құрғақ аймақтар | 15%–30% | Төтенше ластану жағдайлары |
Бірдей PV модулі Германия мен Сауд Арабиясында жыл сайынғы ластану жоғалтуларын бастан кешіруі мүмкін. Айырмашылық он еседен астам болуы мүмкін. Тазалау стратегиялары нарықтарда біркелкі қолданылмауы керек. Олар жергілікті климат пен учаскенің жағдайына бейімделуі керек.
Ластану PV өнімділігіне қалай әсер етеді
Ластану электр энергиясын өндіруге үш негізгі механизм арқылы әсер етеді.
Біріншіден: Жарық өткізгіштігінің төмендеуі. Шаң бөлшектері түсетін күн сәулесін жұтып, шағылыстырады, күн батареяларына түсетін жарық мөлшерін азайтады және қуатты азайтады.
Екінші: ластанудың жиналуымен сызықтық емес өнімділіктің төмендеуі. Ластану тығыздығы белгілі бір деңгейге жеткенде, өнімділікке әсері күштірек болуы мүмкін. 20 г/м² хабарланған ластану тығыздығы кезінде қысқа тұйықталу тогы сынақ жағдайлары мен тұндырылған материалдың сипаттамаларына байланысты 15%-21%-ға төмендеуі мүмкін, ал тиімділік 15%-35%-ға төмендеуі мүмкін.
Үшінші: біркелкі емес ластанудан туындаған жергілікті ыстық нүктелер. Модульдің кейбір аймақтары басқаларға қарағанда едәуір көбірек кірді жинағанда, ішінара көлеңкеленуі мүмкін. Көлеңкеленген ұяшықтар қуатты өндірудің орнына таратуы мүмкін, бұл материалдың қартаюын тездететін және модульді зақымдауы мүмкін жергілікті ыстық нүктелер жасайды.
Қарапайым шығын-пайда талдауы
Жылдық электр қуатын өндіру 1200 МВт сағ және электр қуатының бағасы $0,15/кВт сағ деп есептейтін 1 МВт коммерциялық және өнеркәсіптік BIPV шатыр жүйесін қарастырайық.
- Жылдық электр қуаты: шамамен $180 000
- Жыл сайынғы ластанудан 10% жоғалту кезіндегі кіріс жоғалуы: шамамен $18 000
- Жылдық тазалау құны $0,01/Вт: Шамамен $10 000
Құрғақ аймақтарда тазалау шығындарының қайтарымы әдетте 1:1,5 пен 1:2 аралығында болады. Жаңбырлы аймақтарда ол 1:1-ден төмен түсуі мүмкін, бұл тазалауды тиімсіз етеді.
BIPV шатырын қаншалықты жиі тазалау керек?
Тазалау жиілігін қоршаған ортаға сәйкес орнатыңыз
| Қоршаған орта жағдайлары | Ұсынылған тазалау жиілігі | Негізгі ойлар |
| Жылдық жауын-шашын мөлшері 800 мм-ден жоғары қоңыржай, жаңбырлы климат | Жылына 1-2 рет | Негізінен құс саңылауларын, ағаш шырындарын және басқа да тұрақты ластаушы заттарды алып тастаңыз |
| Жалпы өндірістік аймақтар | Жылына 2-4 рет | Өнеркәсіптік шаңның шөгу жылдамдығын қарастырыңыз |
| Қалалық аумақтар мен негізгі жолдар маңындағы учаскелер | Жылына 3-4 рет | Жол қозғалысына байланысты бөлшектер беттерге қатты жабысуы мүмкін |
| Құрғақ және шаңды аймақтар | Құрғақ мезгілде айына бір рет | Шаңды дауылдан кейін 48 сағат ішінде қауіпсіз және тиімді болған кезде қосымша тазалауды қарастырыңыз |
| Таяу Шығыс пен Солтүстік Африкадағы өте құрғақ аймақтар | Құрғақ мезгілде 1-2 апта сайын | Жиі шаң оқиғалары неғұрлым қарқынды бақылауды қажет етуі мүмкін |
Жиі назардан тыс қалған бір мәселе: Шаңды дауылдан кейінгі тазалау әдеттегі тазалау кестесінен басым болуы керек. Бір ғана қатты шаң оқиғасы әдеттегідей бір ай бойы жиналатын шаңды қалдыруы мүмкін.
Тазалау триггері ретінде өнімділік коэффициентін (PR) пайдаланыңыз
PV жүйесінде бақылау платформасы болса, өнімділік коэффициентіне (PR) негізделген тазалауды іске қосу бекітілген кестені орындаудан гөрі үнемді болуы мүмкін.
Практикалық тәсіл негізгі PR қисығын белгілеу және өлшенген PR бастапқы деңгейге қатысты 2%-ға төмендеген кезде тазалауды қарастыру болып табылады. Бұл шек қажетсіз тазалауды болдырмай, ықтимал ластану шығындарын анықтауға көмектеседі.
Дегенмен, PR инвертор тиімділігінің өзгеруіне, модуль температурасына, жабдық ақауларына, тозуға немесе басқа жұмыс жағдайларына байланысты төмендеуі мүмкін. Бұл факторларды ластанумен байланыстырудан бұрын зерттеу керек.
BIPV шатырды тазалау әдістері: шығындарды салыстыру
Жалпы тазалау әдістері
| Тазалау әдісі | Суды тұтыну | Салыстырмалы құн | Типтік қолданбалар | Тазалау өнімділігі |
| Жұмсақ қылшық щеткамен және сумен қолмен тазалау | Әр модуль үшін 1–2 л | Жоғары; еңбек сыйымдылығы | Шағын шатырлар және күрделі шатыр геометриялары | Өте жақсы |
| Химиялық тазалау роботтары | Жоқ | Орташа; салыстырмалы жоғары бастапқы инвестиция | Үлкен, тегіс шатырлар және жерге орнатылған PV қондырғылары | Жақсы |
| Су шашатын роботтар | Бір модуль үшін 0,5–1 л | Орташа | Үлкен коммерциялық және өнеркәсіптік шатырлар | Өте жақсы |
| Дрон көмегімен тазалау | Төмен | Жоғары | Биік немесе қол жеткізу қиын шатырлар | Орташа |
| Құрғақ щеткамен немесе дірілге негізделген шаңнан тазарту | Жоқ | Төмен | Су тапшы аймақтар | Орташа |
Жылдық тазалау құны әдетте шатырдың қолжетімділігіне, еңбек шығындарына және қолданылатын тазалау әдісіне байланысты бір ватт үшін 0,005 доллардан 0,02 долларға дейін ауытқиды.
Tол ластануға қарсы жабындардың рөлі
Ластануға қарсы жабындар, соның ішінде гидрофильді және гидрофобты наножабындар тазалауды алмастырмайды. Оның орнына олар кірдің жиналуын азайтуға және тазалау аралықтарын ұзартуға көмектеседі.
Далалық сынақтар ластануға қарсы жабындары бар PV модульдері қапталмаған модульдерге қарағанда тазалау циклдары арасында шаңды 30%-40%-ға аз жинайтынын хабарлады. Дегенмен, хабарланған жабынның қызмет ету мерзімі 18–24 айдан 3–5 жылға дейін айтарлықтай өзгереді. Нақты төзімділік жеткізуші сынақ деректерімен салыстырылуы керек.
Ластануға қарсы жабындар салыстырмалы түрде жоғары бастапқы инвестицияны қажет етсе де, олар ұзақ мерзімді кезеңде тазалау операцияларының санын шамамен үштен біріне азайтуы мүмкін. Құрғақ, шаңды аймақтарда инвестицияны көбінесе экономикалық тұрғыдан ақтауға болады.
BIPV шатырын тазалауда жиі кездесетін төрт қателік
Қатты суды пайдалану
Бұл тазалаудағы ең қымбат қателіктердің бірі болуы мүмкін.
Жер асты суларының жалпы еріген қатты заттардың (TDS) концентрациясы 500 ppm-ден жоғары болғанда, ыстық шыныға шашылған су тез буланып, кальций мен магний шөгінділерін қалдыруы мүмкін. 3–4 тазалау циклынан кейін бұл шөгінділер шыны жарық өткізгіштігінің тұрақты 2%-4% төмендеуіне әкелуі мүмкін және оларды жою қиын немесе мүмкін емес болуы мүмкін.
Ұсынылатын тәжірибе: кері осмос (RO) суын немесе ионсыздандырылған суды пайдаланыңыз, TDS 50 ppm төмен бақыланады.
Күндізгі аптап ыстық кезінде тазалау
60°C жоғары температурада PV модульдеріне суық суды шашу шыныда термиялық кернеу тудыруы мүмкін, бұл микрожарықтарға немесе ауыр жағдайларда шыны сынуына әкелуі мүмкін.
Ұсынылатын тәжірибе: Таңертең ерте немесе кешке, модуль температурасы қоршаған орта температурасына жақын болған кезде тазалаңыз.
Тым жиі тазалау
Төмен ластанған орталарда ай сайынғы тазалау қосымша электр энергиясын өндіру құнынан қымбат болуы мүмкін. Тағы бір алаңдаушылық - бетінің тозуы. Құрғақ щеткамен тазалау және тырнау әйнекте микроскопиялық сызаттар қалдыруы мүмкін. Уақыт өте келе бұл сызаттар жарық өткізгіштігін азайтып, тазалаудың артықшылықтарын өтеуі мүмкін.
Тазалау құралдарын пайдалану
Кейбір тазалағыш заттар әйнектің шағылысуға қарсы (AR) жабынына зақым келтіруі мүмкін. AR жабындары өнімге байланысты жарық өткізуді шамамен 2%-3%-ға жақсарта алады. Егер жабын зақымдалса, осы өнімділік артықшылықтарының бір бөлігі біржола жоғалуы мүмкін.
Ұсынылатын тәжірибе: Таза су мен жұмсақ қылшықты щетканы қолданыңыз. Құс саңғырығы немесе ағаш шырыны сияқты қатты ластаушы заттар үшін зардап шеккен аймақты тазалау үшін суға малынған жұмсақ шүберекті пайдаланыңыз.
Тазалау шығындарын азайтатын үш жобалық шешім
Төбені еңкейту және дренаждық жолдар
15° немесе одан да көп көлбеу бұрышы бар шатыр беттері ауырлық күшінің көмегімен ағынды судың пайдасын тигізеді, бұл жинақталған шаңды кетіруге және қолайлы жауын-шашын жағдайында табиғи тазалауды жақсартуға көмектеседі.
Дренаждық жолдар судың тұрып қалуын болдырмайтындай етіп жасалуы керек. Тоқтап тұрған су буланғаннан кейін, су дақтары мен минералды шөгінділерді қалдыруы мүмкін, оларды тазалау бос шаңға қарағанда қиынырақ.
Кіру жолдарын тазалау
Үлкен шатырлар үшін тазалау жолдары мен қауіпсіз кіру жолдары жобаға ең басынан бастап енгізілуі керек. Арнайы кіру жолдары болмаса, тазалау шығындары екі есе артуы мүмкін, себебі жабдық шатырға тиімді жете алмайды және шлангтар барлық аумақтарды қамти алмайды.
Сондай-ақ қауіпсіздікті, соның ішінде қоршауларды, құтқару сызығын бекіту нүктелерін және құлаудан қорғаудың тиісті жүйелерін ескеру қажет.
Техникалық қызмет көрсету қосылымдары
Сумен жабдықтау қосылыстары, дренаждық розеткалар және жабдықты сақтау орындары үшін бос орын. Бұл ережелерді құрылыс кезінде қосу әдетте арзан. Пайдалануға берілгеннен кейін оларды қайта жабдықтау аяқталған шатырға өзгертулер енгізуді талап етуі мүмкін, бұл шығындарды да, жұмыстың бұзылуын да арттырады.
Жиі қойылатын сұрақтар
1-сұрақ: BIPV шатырларын тазалау керек пе? Олардың кәдімгі PV жүйелерінен айырмашылығы неде?
Иә. BIPV модульдері шатырдың бір бөлігін құрайтындықтан, тазалау тек электр қуатын өндіруді ғана емес, сонымен қатар шатырдың сыртқы түрін және гидрооқшаулауды да ескеруі керек. Негізгі айырмашылықтардың бірі - BIPV модульдері көбінесе жаяу трафикті қолдауға арналмаған, ал кейбір өнімдерде жүк көтеруге қатысты арнайы шектеулер бар. Сондықтан кіру жолдары мен процедуралары жүйе үшін арнайы әзірленген болуы керек.
2-сұрақ: Жаңбыр қолмен тазалауды алмастыра ала ма?
Ішінара. Жаңбыр борпылдақ шаңды жууы мүмкін, бірақ ол әдетте құс саңғырығы, ағаш шырыны және өнеркәсіптік май қалдықтары сияқты қатты ластаушы заттарға қарсы тиімсіз. Жаңбырлы аймақтарда да жылына 1-2 рет қолмен тазалау қажет болуы мүмкін.
3-сұрақ: Тазалау PV модульдерін зақымдауы мүмкін бе?
Дұрыс тазалау зақымдану қаупін азайтуы керек. Негізгі тәуекелдерге қатты судың әсерінен пайда болатын минералды шөгінділер, ыстық модульдерді суық сумен тазалау кезіндегі термиялық кернеу және абразивті материалдардан немесе қатты қылшықты щеткалардан туындаған сызаттар жатады. Өндірушінің тазалау нұсқауларын орындау және бұл әрекеттерді болдырмау модульдерді қорғауға көмектеседі.
Мына қарапайым формуланы пайдаланыңыз: Тазалау құнының коэффициенті = Жылдық тазалау құны ÷ (Жылдық ластану жоғалуы × Жылдық электр қуатының кірісі)
1-ден төмен қатынас есептелген өтелетін кіріс шығыны тазалау құнынан асып түсетінін көрсетеді, бұл тазалаудың экономикалық тұрғыдан тиімді болуы мүмкін екенін көрсетеді. Құрғақ аймақтарда бұл қатынас шамамен 0,5 болуы мүмкін, ал жауын-шашынды аймақтарда ол 1-ге жақындауы немесе одан жоғары болуы мүмкін.
5-сұрақ: Ластануға қарсы жабындар инвестициялауға тұрарлық ба?
Жыл сайынғы ластану жоғалуы 8% -дан асатын аймақтарда олар пайдалы болуы мүмкін. Кейбір дала сынақтары ластануға қарсы жабындардың шаң жиналуын 30%-40%-ға азайтып, тазалау жиілігін төмендетуі мүмкін екенін хабарлады. Алайда ластану деңгейі төмен аймақтарда инвестицияның қайтарымы шектеулі болуы мүмкін.
BIPV жобасының орналасуына бейімделген тазалау стратегиясы қажет пе?
Электрондық пошта: info@xzbesta.com
