Mycie paneli PV

WSTĘP

 

Panele PV, tak jak każda inna instalacja wystawiona na działanie czynników atmosferycznych ulegają zabrudzeniu. Szybkość i charakter zabrudzenia zależy od miejsca montażu paneli, stopnia zanieczyszczenia powietrza atmosferycznego, bliskości emiterów, np. kominów na paliwo stałe, zadrzewienia, częstotliwości opadów deszczu, itp. Charakter zanieczyszczeń może być przy tym powierzchniowy, gdzie cały panel ulega zanieczyszczeniu (np. zakurzenie), jak i miejscowy, gdzie zanieczyszczeniu ulega tylko fragment panelu (odchody ptasie, liście, nagromadzone przy ramkach nasiona drzew).

 

Rodzaje zanieczyszczeń paneli PV

 

Ptaki – pozostawiają trudne do usunięcia,  grubowarstwowe odchody, których nie jest w stanie spłukać nawet intensywny deszcz. Odchodów ptasich mogą się spodziewać właściciele paneli w małych miejscowościach, gdzie występują hodowle gołębi, stawy rybne, czy sady owocowe, przyciągające z reguły duże skupiska ptaków. Z ptakami trudno walczyć, a nawet jedna duża plama na panelu, przy standardowych trzech diodach bocznikujących obniży jego sprawność o 33%. Przy braku mikrofalowników czy optymizerów mocy, spadek o 1/3 wykaże cały string, dlatego konieczność czyszczenia jest tutaj bezdyskusyjna. 

Fot. Panel zanieczyszczony ptasimi odchodami.

 

Kurz – wystąpi w każdych warunkach, niezależnie od położenia budynku. Jego intensywność gromadzenia będzie wynikiem braku opadów i stopnia zanieczyszczenia atmosfery. Więcej kurzu należy spodziewać się w miastach, w pobliżu budów, w przypadku paneli wolnostojących, szczególnie w terenie otwartym, pustynnym. Nie usunięty okresowo kurz ulega zbryleniu i zestaleniu, tworząc z kroplami deszczu plamy o różnej przepuszczalności światła. Spadek mocy wystąpi na całej powierzchni paneli i może wynosić od 10 do nawet 50%.

Fot. Zakurzony panel przed umyciem

Fot. Po umyciu

 

W jaki sposób j jak często należy czyścić panele?

 

Odpowiedź na to pytanie jest trudna. Według polskiego producenta paneli SELFA,  spadek mocy średnioroczny paneli w normalnych warunkach eksploatacji, przy standardowych opadach deszczu i braku zanieczyszczeń punktowych wynosi około 4,4%, jednak przy braku opadów, w terenie uprzemysłowionym, przy występowaniu aerosoli i zanieczyszczeń punktowych już nawet 20%. To tak jakby na cały rok odpiąć 1/5 tablicy. Pamiętajmy jednak, że czyszczenie paneli jest sprawą skomplikowaną i niebezpieczną, szczególnie gdy położone są na dachu i może się wiązać z ich uszkodzeniem. Wymaga też specjalistycznego sprzętu, dlatego dla przeciętnego kowalskiego może być nieopłacalne.  Częstotliwość czyszczenia też jest sprawą dyskusyjną, usuwanie samego kurzu wystarczy wykonywać średnio 2-4 razy na rok. Najlepiej po okresie pylenia traw i drzew. Inaczej jest z zanieczyszczeniami punktowymi, te należy usuwać na bieżąco, bo mogą znacząco obniżać wydajność całej instalacji. Generalnie należy:

– myć panele rano, gdy nie są nagrzane, aby unikać szoku termicznego

– nie używać do mycia urządzeń ciśnieniowych, gdyż mogą uszkodzić powierzchnię paneli

– stosować tylko dopuszczalne środki chemiczne (można skontaktować się z producentem paneli), jeśli nie mamy takich środków najlepiej myć panele czystą wodą (według Bogdana Szymańskiego plamy trudne do usunięcia można myć roztworem izopropanolu o stężeniu nie większym niż 10%)

– stosować tylko szczotki z miękkim włosiem

– nigdy nie wchodzić na panele, przy braku dostępu do dalej położonych zanieczyszczeń, używać szczotek teleskopowych

 

Metody mycia paneli PV

1.  Szczotka lub mop  – należy używać  szczotki o miękkim włosiu, najlepiej z dystrybutorem wody (rys. poniżej). Miękka szczotka zapewni, że panele nie zostaną uszkodzone podczas czyszczenia. Zamiast szczotek można używać mopów z mikrofibry. Po umyciu paneli wodą, dobrze jest ściągnąć jej nadmiar aby nie pozostawiać kropel wody, które parując potrafią tworzyć osady kamienia. Jeśli mamy możliwość użyjmy wody miękkiej. 

 

Firma Kärcher posiada w swojej ofercie specjalne szczotki do czyszczenia solarów i paneli PV o nazwie isolar 800. Szczotki wykonywane są jako podwójne o szerokości roboczej 800mm. Siła tarcia szczotek skutecznie usuwa nawet silnie przylegające zabrudzenia, a wykonane z nylonu włókna zapobiegają zarysowaniu delikatnej powierzchni paneli. Łożyska kulkowe zastosowane w szczotkach iSolar gwarantują im wysoką trwałość i niezawodność na lata. Szczotki isolar800 doskonale sprawdzają się w czyszczeniu średnich i dużych powierzchni. Wstępnie płuczą sąsiadujące panele. Przyłącze M 18 x 1.5; kompatybilne ze standardowymi modelami HD/HDS. Wydatek wody: 700–1000 l/h.

Fot. Szczotki isolar 800 (źródło Kärcher)

 

Firma Kärcher do mycia solarów posiada dodatkowo w swojej ofercie płyn myjący Solar cleaner RM99. Film z wykorzystania powyższego rozwiązania do obejrzenia poniżej.

 

Przy farmach solarnych użycie szczotki ręcznej jest oczywiście nieopłacalne i wiązałoby się ze zbyt długim czasem pracy. W takich wypadkach stosowane są urządzenia półautomatyczne, jezdne zamocowane na szynach lub ciągnikach. Przykładem może być Solar Cleaner 1750T firmy BP Metalmeccanica. (fot. u dołu).

Fot. Solar Cleaner F1750T

 

Powyższe urządzenie zamocowane na ciągniku posiada przegubowe ramię, na końcu którego znajduje się duża rotacyjna szczotka czyszcząca wyposażona w szereg dysz wodnych i czujników zbliżeniowych. Szczotka o średnicy 800 i długości 1840mm. Szybkość pracy urządzenia, to umycie 900-1200 pełnowymiarowych paneli na godzinę, przy zużyciu energii rzędu 200-260 kWh i wody 450-600 l/h. Poniżej film z pracy modelu F1750C. 

 

Mycie dyszami wodnymi 

 

W przypadku farmy PV położonej w pobliżu zbiorników wodnych lub wręcz wykonanej na zbiorniku dość częstym rozwiązaniem są dysze wodne. Dysze takie rozmieszczone są symetrycznie na całej tablicy PV,  aby w trakcie mycia pokryć całą powierzchnię paneli. Spryskiwanie uruchamiane jest czasowo. Przykładem tego rozwiązania jest system HeliotexTM. System ten mieści dodatkowo 20-litrowy magazyn koncentratu mydła, dlatego panele są najpierw myte, a potem spłukiwane czystą wodą. Stosowanie zasobników z mydłem dopuszczalne jest tylko w instalacjach naziemnych, aby nie zanieczyszczać detergentami zbiorników wodnych.

Fot. System HeliotexTM

 

Roboty czyszczące

To rozwiązania na miarę XXI wieku, działają całkowicie automatycznie bez udziału ludzi, czyszczenie odbywa się najczęściej bez wody na sucho z wykorzystaniem przepływu powietrza i przypomina trochę automatyczny odkurzacz. Na świecie jest już sporo tego typu rozwiązań dlatego w artykule przedstawię tylko wybrane. 

Ecoppia’s E4 –  pozbawione wody, zrobotyzowane rozwiązanie Ecoppia, czyści panele każdego dnia miękką mikrofibrą i delikatnym przepływem powietrza, unosząc się nad ramą, która przemieszcza się wzdłuż każdego rzędu paneli. Firma Ecoppia twierdzi, że E4 usuwa 99% pyłu podczas codziennych sprzątań. Każdy robot E4 ma swój własny panel słoneczny, więc nie pobiera się energii z rzędu słonecznego, który czyści. Firma Ecoppia, z siedzibą w Izraelu, oczyściła ponad 5,1 miliona paneli od czasu utworzenia w 2013 r., Głównie w zakurzonych, pustynnych regionach Bliskiego Wschodu.

Fot. Robor Ecoppia z miękka mikrofibrą.(fot. solarpowerworldonline.com)

 

Ecovacs Robotics’ RAYBOT

Firmę Ecovacs niektórzy z nas znają raczej z automatycznych odkurzaczy robotów, czy robotów do mycia płytek.  Na targach CES 2105 Ecovacs zaprezentował nowy rodzaj robota o nazwie Raybot.  Raybot to ekologiczny robot zaprojektowany do bezproblemowego czyszczenia paneli słonecznych. Zdolne jest do  poruszania się na powierzchniach o nachyleniu do 55 stopni. Raybot usuwa kurz za pomocą szczotek, odkurzacza i wentylatora. Jego ruch nie używa kół ani gąsienic. Przy pomocy przyssawek porusza się po panelach słonecznych, aby ich nie uszkodzić.  Charakteryzuje się   zabawnym trybem ruchu, przypominającym poruszanie się gąsienicy. Szybkość czyszczenia nie jest zbyt duża.  Może oczyścić około pięciu paneli słonecznych na godzinę. 

Fot. Raybot (film poniżej)

Rys. Przykładowa ścieżka jaką pokonuje robo RAYBOT.

 

Panele samoczyszczące

 

To rozwiązanie nad którym pracują obecnie producenci paneli na całym świecie. Samooczyszczanie się paneli ma umożliwić specjalna powłoka hydrofobowa, na której nie będzie chciał się osadzić bród. Póki co powłokę taką możemy wytworzyć sami nakładając na panele specjalne preparaty chemiczne.

 

  Nanoman Solar Panel Coat to powłoka nanotechnologiczna zaprojektowana specjalnie do stosowania na panelach słonecznych. Po nałożeniu zmienia zasadniczo powierzchnię, nadając powierzchni właściwości hydrofobowe i samooczyszczające, co  zapobiega przywieraniu kurzu, pyłków,  ptasich odchodów i innych zanieczyszczeń do paneli słonecznych, utrzymując je przez długi czas w czystości.