Mycie paneli fotowoltaicznych. Jak zabrudzenia wpływają na pracę modułów PV

Mycie paneli fotowoltaicznych to konieczność. Instalacje przez większość czasu są bezobsługowe, ale trzeba pamiętać, że zarówno w przypadku mniejszych, jak i większych systemów na powierzchni elementów osadzają się różnego rodzaju zanieczyszczenia - kurz, liście czy inne materiały naturalnego pochodzenia. Z badań wynika, że wydajność modułów może spaść nawet o kilkadziesiąt procent z powodu zabrudzeń. 

Czy mycie paneli fotowoltaicznych ma sens?  

Zespół naukowców z Narodowego Uniwersytetu Nauki i Technologii (NUST), Islamskiego Uniwersytetu Bahawalpur oraz Uniwersytetu w Warwick zrealizował testy badające wpływ zabrudzeń na prace paneli fotowoltaicznych.  

W ramach badania porównano pracę dwóch systemów mieszczących się w innych lokalizacjach na terenie Pakistanu. Pierwsza instalacja ulokowana została w Islamabadzie w północno-wschodniej część kraju, a druga w miejscowość Bahawalpur we wschodniej części. Islamabad położony jest w ciepłym regionie ze średnią temperaturą na poziomie około  20,3 st. Celsjusza w ciągu roku oraz z ograniczoną ilością zanieczyszczeń. Badacze dodają jednak, że nawet w ciągu suchego miesiąca wciąż obserwuje się niewielkie opady. Druga lokalizacja czyli Bahawalpur wyróżnia się warunkami pustynnymi, suchym klimatem i brakiem opadów. W regionie występuje jednak silny wiatr i burze piaskowe, a średnia temperatura powietrza w ciągu roku wynosi 26,1 st. Celsjusza.  

Jak podano, testy trwały 6 tygodni (1 czerwca - 16 lipca 2022 roku) w dwóch lokalizacjach, gdzie dokonywano pomiarów w podobnych porach. Uwzględniono systemy fotowoltaiczne, układ pomiarowy do wskazania gęstości zapylenia i skład pyłu, a także analizator chemiczny.  

Obie instalacje fotowoltaiczne zawierały dwa polikrystaliczne moduły ulokowane w kierunku południowym przy stałym kącie nachylenia - moc 40 W, napięcie obwodu otwartego (Voc) 21,6 V, prąd zwarciowy (Isc) 2, 27 A. W ramach testów jeden z modułów regularnie czyszczono, a drugi zostawał bez zmian.  

Niższa wydajność paneli fotowoltaicznych  

Naukowcy uwzględnili parametry takie jak gęstość zabrudzeń, które osadzały się na powierzchni modułów. Z danych wynika, że w Islamabadzie gęstość pyłów wyniosła 6,388 g/m2, a średnia dzienna ukształtowała się na poziomie 0,152 g/m2. Natomiast w Bahawalpur dane wyniosły 10,254 g/m2 całkowitego pyłu oraz 0,244 g/m2 średnia dzienna. W przypadku drugiej lokalizacji duże znaczenie miała mniejsza ilość opadów.  

Naukowcy przeanalizowali wpływ pyłu na moc paneli fotowoltaicznych. Ich zdaniem w przypadku instalacji w Islamabadzie spadek mocy wyjściowej w porównaniu z próbką referencyjną wyniósł ponad 15 proc. Natomiast analizując zabrudzony moduł w Bahawalpuru spadek wydajności mocy wyniósł 25,42 proc. porównując z powierzchnią czyszczoną.  

Z badań wynika również, że zalegający pył wpływa na pracę w obszarze stałej temperatury, a co za tym idzie powoduje zakłócenia w punktowej wymianie ciepła. W perspektywie długofalowej może to prowadzić do hotspotów czyli punktów na modułach wyróżniających się wyższą temperaturą niż w pozostałych częściach. Po czasie hotspoty mogą powodować poważne uszkodzenia systemu.  

Mycie paneli fotowoltaicznych  

W Polsce stopień zanieczyszczeń paneli utrzymuje się na podobnym poziomie na terenie całego kraju. Nieco więcej osadów można zauważyć na instalacjach zlokalizowanych w sąsiedztwie terenów rolniczych. Intensywne prace w pobliżu sprzyjają osadzaniu się materiałów zawierających substancje organiczne.  

W przypadku drobnych, naturalnych zanieczyszczeń jak np. kurz wystarczające jest naturalne mycie paneli przez opady deszczu. Jeżeli jednak na powierzchni pojawią się większe osady warto zdecydować się na profesjonalne mycie.  

Paneli nie należy myć w ciągu dnia, kiedy są rozgrzane. Eksperci wskazują, że zawsze trzeba poczekać aż powierzchnia ostygnie. Decydując się na samodzielne mycie warto wybrać delikatne materiały - niewskazane będą szorstkie produkty, które mogą zarysować panele. Specjaliści nie zalecają również używania myjek ciśnieniowych, które mogą zniszczyć elementy odpowiadające za prawidłowy montaż.