POLSKI PRODUCENT MODUŁÓW PV

Zapewniamy
kompleksową ofertę
produktową do instalacji
fotowoltaicznych

Zanieczyszczenia i czyszczenie modułów PV

Moduł fotowoltaiczny jako główny element systemu fotowoltaicznego, pracujący na otwartej przestrzeni, narażony jest na pracę w zróżnicowanych warunkach atmosferycznych. Ponadto, na jego powierzchni gromadzą się zanieczyszczenia. Skutkiem ich występowania jest zazwyczaj zmniejszenie wydajności energetycznej innych - niezabrudzonych modułów fotowoltaicznych, lub wydajności energetycznej całego systemu fotowoltaicznego.

Zanieczyszczenia zgromadzone na powierzchni modułu fotowoltaicznego od strony szkła przyczyniają się bezpośrednio do zmniejszenia wartości promieniowania słonecznego, jakie powinno padać na ogniwa fotowoltaiczne znajdujące się w module. Wśród zanieczyszczeń modułów fotowoltaicznych wyróżniamy:

  • zanieczyszczenia słabo związane z powierzchnią modułu – są to zanieczyszczenia, które potrafią samoistnie usunąć się z powierzchni modułu (bez konieczności wykonywania prac utrzymaniowych); mogą nimi być, m.in.: kurz, suche liście, resztki trawy po koszeniu,
  • zanieczyszczenia silnie związane z powierzchnią modułu – są to zanieczyszczeni, których usunięcie wymaga prac utrzymaniowych; mogą nimi być m.in.: mokre liście, błoto, ptasie odchody.

 

Wpływ zanieczyszczeń na wydajność modułu fotowoltaicznego, opisują wykresy

Wykr. 1. Zanieczyszczenia punktowe na module.              Wykr. 2. Zanieczyszczenia całego modułu.

Wykres nr 1, przedstawia przebieg charakterystyki prądowo-napięciowej modułu PV w wyniku występowania na nim zanieczyszczenia silnie związanego z powierzchnią szkła. Skutkiem tego zjawiska jest widoczny spadek napięcia pracy, a tym samym mocy modułu. Jest on proporcjonalny do ilości niepracujących ogniw. Prawidłowo działające diody by-pass powinny wyłączyć ten szereg, na którym choć na jednym ogniwie występuje zanieczyszczenie – w tym przypadku dwie diody zadziałały prawidłowo - wyłączyły 2/3 modułu. Występujące przed dłuższy czas, stałe zanieczyszczenie mogą powodować występowanie hot-spotów (rysunek nr 1) - czyli miejsc/punktów w strukturze ogniwa, wykazujących podczas normalnej pracy wysoką temperaturę. Oczywiście, powodem występowania hot-spotów mogą być także m.in. mikropęknięcia. Skutkiem ich występowania może być miejscowe przypalanie ogniw, folii izolacyjnej, a w skrajnych przypadkach samozapłonu modułu. Metodami, które identyfikują występowanie hot-spotów są badania termowizyjne.

www.kitawa.de

Trwale związane z powierzchnią modułu fotowoltaicznego zanieczyszczenia mogą powodować degradację szkła - dotyczy to głównie ptasich odchodów. Są one trudne do usunięcia i wymagają „prac utrzymaniowych”. Ponadto ich zauważenie oraz usunięcie potrafi przysporzyć wiele problemów użytkownikom, szczególnie w przypadku gdy moduły PV zamontowane są na dachu.

Mniej szkodliwymi zanieczyszczeniami, okazują się zanieczyszczenia słabo związane z powierzchnią modułu. – suche liście, czy gałęzie - które nie powinny utrzymywać się na powierzchni szkła. Są mało istotne dla użytkownika, szczególnie, gdy moduły fotowoltaiczne usytuowane są pod kątem  ok. 300. Występuje wówczas tzw. zjawisko samooczyszczenia, pod wpływem którego nieczystości, samoistnie usuwają się z powierzchni modułów. Korzystne więc jest występowanie deszczu, wiatru czy śniegu. Inaczej natomiast zachowuje się moduł/string fotowoltaiczny gdy na jego powierzchni występuje równomierna warstwa kurzu, lub innej substancji zmniejszającej transparentność szkła. Przebieg charakterystyki prądowo-napięciowej dla tej sytuacji przedstawia wykres nr 2. Widoczny jest spadek wydajności prądowej jednego modułu (lub jednej z trzech części modułu) wpływający na pozostałe moduły w stringu. Oczywiście przebieg charakterystyki można zaobserwować również, m.in. w wyniku zachmurzenia modułu/panela PV.

Szacuje się, że średni spadek uzysków energetycznych w ciągu całego roku, spowodowany zanieczyszczeniami w normalnych warunkach eksploatacji wynosi 4,4%. Natomiast dla obszarów gdzie przed dłuższy czas nie występują deszcze, może przekraczać nawet 20% [1]. Większe spadki uzysków obserwuje się przy umiejscowieniu instalacji na obszarach uprzemysłowionych (o wysokiej zawartości smogu, pyłu i innych lotnych substancji w powietrzu) lub wśród obszarów uprawnych (pola, łąki). Nasuwa się więc pytanie, czy i w jaki sposób czyścić moduły PV?

W opinii użytkowników mikro-, małych i innych instalacji fotowoltaicznych, zabieg czyszczenia nie jest konieczny. Powodów jest kilka: utrudniony dostęp do modułów PV – szczególnie tych umieszczonych na dachu (może wymagać uprawnień do pracy na wysokościach), brak specjalistycznego asortymentu do prac na wysokościach (pasy zabezpieczające, wysięgniki), wysoki koszt usług - w przypadku zatrudniania firm zewnętrznych, czasochłonna praca nie wpływająca w większym stopniu na rentowność inwestycji. Wg praktycznych doświadczeń z rynków zachodnich okazuje się, że inwestorzy ostatecznie zaniechują tych prac, a produkcja energii zachowuje wyznaczone wartości.

Odnosząc się do kosztów, należy zdać sobie sprawę, że zazwyczaj każdy przypadek jest inny (głównie z powodu umiejscowienia modułów i ich ilości) i powinien być kalkulowany indywidualnie. W obliczeniach należy uwzględnić poniesione nakłady finansowe oraz zyski z tytułu sprzedaży/zużycia energii elektrycznej. Dodatkowo, aby dokonać miarodajnej analizy należało by wykonać badania pod kątem spadku mocy, zrealizowane w pełnym roku kalendarzowym, dla instalacji w której kilka stringów instalacji fotowoltaicznej jest poddawana czyszczeniu, a pozostała - taka sama ilość - nie. Zadanie może okazać się dość trudne do zrealizowania w przypadku, gdy instalacja składa się z jednego stringu podłączonego do jednego inwertera, – dotyczy to zazwyczaj mikroinstalacji do 3kWp. Dla instalacji zlokalizowanej w tych samych warunkach i położeniu, skupiających większą ilość stringów podłączonych do kilku mpptrackerów inwertera, lub kilku inwerterów, takie badania dopiero dadzą odpowiedź, jaką korzyść przynosi nam mycie.

Zalecenie w sprawie mycia modułów fotowoltaicznych przedstawiają się następująco:

  • silnie związane zanieczyszczenia należy bezwzględnie usuwać,
  • zalecana częstotliwość prac – 2 razy w roku, po okresach pylenia roślin; zalecenie to szczególnie dotyczy instalacji zlokalizowanych przy polach uprawnych,
  • unikać stosowania myjek wysokociśnieniowych - cząstki wody uderzające z wysokim ciśnieniem dostają się pomiędzy laminat, a ramę modułu, a to z kolei przyśpiesza jego degradację; częsty błąd popełniany przez użytkowników,
  • stosować zwykłe narzędzia do mycia: szczotka, mop, ścierka, ściągacze do wody – szczotki powinny posiadać miękkie włosia, nie rysujące powierzchni szkła; nie należy stosować ostrych narzędzi do zdrapywania zanieczyszczeń,
  • stosować zwykłą wodę, bez żadnych dodatków – w przypadku silnie związanych zanieczyszczeń, należy silnie zamoczyć ubrudzenie i wykonywać mycie ręczne,
  • nie stawać na powierzchnię modułów – szczególnie punktowe naciski mogą powodować mikropęknięcia w strukturze ogniw, a to z kolei prowadzi do powstawania hot-spotów,
  • powinno unikać się mycia modułów podczas słonecznych dni, kiedy temperatura modułów przekracza 600C – w skrajnych przypadkach, różnice temperatur wody i pracującego modułu mogą spowodować pęknięcie szkła,
  • nie należy dotykać części przewodzących prąd elektryczny – powinno szczególnie unikać się dotykania przewodów i puszek przyłączeniowych (z reguły wszystkie połączenia w module są szczelne, a moduł wykonany jest w II klasie ochrony).

W przypadku stwierdzenia zmniejszonej produkcji energii, nie zdiagnozowanej wadliwą pracą modułów fotowoltaicznych lub pozostałych elementów instalacji fotowoltaiczny, korzystnym może okazać się stosowanie środków zmniejszających samoprzyczepność zabrudzeń lub stałych obiektów do powierzchni szkła. W większości przypadków, ich działanie polega na szczelnym wypełnianiu mikroporowatości w strukturze szkła. Środek aplikuje się poprzez natrysk lub nakładanie. Ostatecznie jest całkowicie niewidoczny dla użytkownika i nie powoduje zmniejszenia transparentności szkła, czy też pogorszenia jego pryzmatyczności. W zależności od intensywności opadów deszczu lub śniegu oraz ilości wykonanych czynności czyszczeniowych, zalecana jest inna cykliczność aplikacji – nie powinna być jednak dłuższa niż 2 razy na rok, po wcześniej przeprowadzonym dokładnym myciu.

 

Analysis of dust losses in photovoltaic modules. World Renewable Energy Congress 2011 – Sweden. 8-13 May 2011, Linkoping, Sweden. Photowoltaic Technology (PV)

W celu zapewnienia maksymalnej wygody użytkowników przy korzystaniu z witryny ta strona stosuje pliki cookies. Szczegóły w naszej Polityce prywatności.
Kliknij "Zgadzam się", aby ta informacja nie wyświetlała się więcej.