Методи визначення запиленості сонячних батарей

Велика кількість комерційних сонячних електростанцій, що побудовані та успішно працюють в Україні, є причиною того, що інвестори надають все більше уваги проблематиці сервісного обслуговування і експлуатації. Одним з поширених питань є те, як часто необхідно очищати поверхню сонячних батарей від пилу та інших забруднень. Визначення розумної періодичності очищення поверхні сонячних модулів є нетривіальним завданням, так як теоретичний розрахунок ускладнений великою кількістю зовнішніх факторів. Фахівці Авенстон рекомендують планувати такі роботи, спираючись на комбінацію теоретичних розрахунків і практичних вимірів. Саме такий комплексний підхід дозволить отримати правильну рекомендацію для кожної окремо взятої сонячної електростанції.

Через забруднення поверхні сонячних батарей (пил, бруд, листя, пташиний послід) значно знижується потрапляння світла на фотоелементи, що призводить до зменшення генерації електроенергії. Розрахунки показують, що при рівномірному розподілі всього 4 кубічних сантиметрів пилу на одному квадратному метрі поверхні, ефективність сонячної батареї падає на 40%. Дуже часто запиленість сонячних батарей викликана не тільки природними причинами, а й інтенсивним рухом транспорту, будівельними роботами або сільськогосподарською діяльністю.

Якщо мова йде про приватні сонячної електростанції, то проблема вирішується відносно просто – достатньо періодично поливати поверхню сонячних батарей з шлангу, тим самим очищаючи її. Досить повторити цю процедуру всього кілька разів, щоб на якийсь час усунути проблему запиленості поверхні сонячної батареї.

Проблема набуває зовсім інші масштаби, коли мова йде про промислові сонячні електростанції, які можуть займати велику площу в кілька гектар та навіть більше. У цьому випадку на перший план виходить економічна доцільність – чи компенсує майбутній приріст генерації електроенергії витрати на очищення сонячних батарей? Саме тому основним завданням є визначення моменту, коли забруднення поверхні сонячних батарей стане критичним, приводячи до значних втрат генерації електроенергії.

Методи визначення забрудненості сонячних панелей

Очищення поверхні сонячних панелей стає економічно доцільним в момент, поки його ціна є меншою вартості додатково згенерованої електроенергії, виробленої після виконання цих робіт. Визначення моменту, коли сонячні панелі необхідно мити – це рішення складного рівняння, при якому доводиться враховувати безліч чинників. Серед них – загальна площа поверхні сонячних батарей, тривалість проведення очищення, необхідність відключення сонячної станції від мереж під час обслуговування та інше. Наприклад, щоб мінімізувати втрати від простоїв, очищення можна проводити у вечірній і нічний час. Таке рішення виглядає цілком виправданим навіть незважаючи на більш високі тарифи клінінгових компаній за роботу в другу і третю зміни.

Оцінка запиленості для промислових сонячних батарей – це унікальне рішення для кожної окремої станції, немає єдиного стандартного методу аналізу або математичної моделі, які можуть дати однозначну відповідь. Саме тому практично завжди визначення необхідності в очищенні фотопанелей базується на практичному досвіді і спостереженнях. Нижче описані кілька основних методів по визначенню ступеню забрудненості робочої поверхні сонячних електростанцій.

Метод порівняння вольтамперних характеристик

Це простий спосіб, при якому порівнюється реальна вольтамперної характеристики з даними, які були отримані при введенні сонячної електростанції в експлуатацію. При цьому категорично не можна користуватися проектними даними, адже вони були розраховані при практично ідеальних умовах. При введенні сонячної електростанції в експлуатацію необхідно провести цілий ряд базових тестів і випробувань. Вони будуть дуже важливі для подальшої оцінки ефективності роботи сонячної електростанції. Надійні і точні вимірювання дають можливість накопичити базу даних про ефективність і продуктивність сонячної електростанції в різних природних умовах. Ця база стане в нагоді як для прогнозування обсягів вироблення енергії, так і для оцінки термінів окупності проекту.

Слід розуміти, що максимально точні дані для порівняння можна отримати тільки в тому випадку, якщо вони отримані при таких же погодних умовах, що і базові. Оскільки на практиці таке здійснити складно, зазвичай дані фіксують кілька днів, щоб отримати усереднені значення, які порівнюють з базовими показниками, зафіксованими при аналогічних погодних умовах.

Основний недолік цього способу – він не враховує природну деградацію сонячних модулів або вихід з ладу деяких з них. Ця похибка з часом буде тільки збільшуватися. Також метод не враховує втрати під час перетворення електроенергії з постійного струму на змінний і т.д. Крім того, варто мати на увазі і похибки вимірювальних приладів, тому отримані дані будуть мати похибку не менше ± 2%.

Метод пробного миття

Можливо порівняти результати роботи сонячної електростанції до і після очищення на прикладі контрольної групи панелей. Для цього вибирають або групу сонячних батарей, що розташовані всередині масиву (приймаючи розподіл забрудненості приблизно рівномірним), або кілька окремих фотопанелей в різних місцях фотоелектричної станції. Їх вимірюють, очищають і знімають повторні дані при приблизно однакових погодних умовах. Порівнявши результат, можна визначити приріст генерації і оцінити, наскільки в цілому виправдане очищення поверхні сонячних батарей для виконання даної процедури для всієї сонячної електростанції.

Метод контрольної сонячної панелі

Для однієї сонячної батареї (або декількох, які розташовані в різних частинах великого масиву) проводиться постійний або періодичний контроль генерації електрики. Зниження обсягів генерації нижче певного рівня вимагає особливої ​​уваги і пошуку причин зниження ефективності. Однією з яких якраз і може виявитися підвищена запиленість.

Термопарні піранометри

Такі прилади вже досить давно використовуються при метеорологічних спостереженнях і на кліматичних станціях. Вони дозволяють вимірювати сумарний потік сонячної енергії, що потрапляє на поверхню. Для дотримання точності вимірювань, піранометр необхідно встановити в такому ж напрямку і під таким же кутом, як встановлено сонячні батареї. Так як термопарні піранометри мають широку спектральну чутливість, то вони можуть точно виміряти всю щільність сонячного потоку, яка потрапляє на поверхню фотоелектричної панелі. Отримані результати дозволяють легко спрогнозувати, наскільки ефективно має працювати сонячна батарея і порівняти ці дані з її фактичної роботою.

***

Кліматичні умови України є досить сприятливими для роботи сонячних електростанцій. Відносно велика кількість опадів багато в чому природно компенсує негативний вплив запиленості. Однак, якщо результати роботи вашої сонячної електростанції почали погіршуватися, фахівці компанії Авенстон готові провести всебічний аналіз її роботи і розрахувати необхідність періодичної мийки (очищення) сонячних панелей.

Сонячні електростанції – це одна з ключових та багаторазово підтверджених на практиці компетенцій для компаній, що входять в групу Авенстон. Ми надаємо всі необхідні послуги для проєктів сонячної енергетики, починаючи від етапу девелопменту або передпроєктних вишукувань і закінчуючи сервісним обслуговуванням вже побудованих фотоелектричних станцій або систем. Всі етапи реалізації подібних проєктів виконуються нами самостійно або із залученням ретельно відібраних партнерів. В останньому випадку, всі ключові процеси управляються і контролюються штатними менеджерами проєктів Авенстон. В переліку наших сонячних проєктів є велика кількість спроєктованих і побудованих промислових сонячних електростанцій, комерційних сонячних електростанцій та домашніх сонячних електростанцій. Якщо у вас є плани по будівництву власної сонячної електростанції будь-якого типу і розміру, будь ласка, звертайтеся в компанію Авенстон. Ми з великим задоволенням допоможемо вам реалізувати ваш проєкт найоптимальнішим чином.