Čišćenje solarnih panela PV sustava općenito se čini vrlo jednostavnim mnogim vlasnicima solarnih panela zbog očitog razloga koji stoji iza toga. Prljave ploče općenito proizvode više energije od čistih ploča jednostavno zato što imaju manje prljavštine i stoga proizvode manje energije od svog izvornog stanja prije prljanja, pa bi njihovo čišćenje korištenjem uobičajenog deterdženta za kućanstvo kao što je sredstvo za pranje posuđa trebalo vratiti ploče na njihove izvorne razine performansi. Međutim, istraživanje provedeno na Sveučilištu u Turkuu, Finska, došlo je do neočekivanog zaključka o proizvodu za kojim se većina ljudi instinktivno okreće nakon čišćenja svojih solarnih ploča; sredstvo za pranje posuđa zapravo može učiniti upravo suprotno od onoga što želite postići, a time može dodatno pogoršati rezultat.
Ovo je otkriće važno osim što je samo fusnota; poslužit će kao važna lekcija za one koji će održavati svoje PV sustave u budućnosti. Konkretno, ovo otkriće ilustrira kako se interakcija između fizike svjetlosti i površinske kemije mora razumjeti kako bi se pravilno održavao bilo koji materijal PV sustava.
Optički izazov solarnog stakla
Premaz na solarnim pločama ima vrlo važnu ulogu jer sprječava refleksiju sunčeve svjetlosti od površine ploče; bez premaza otprilike četiri posto upadne svjetlosti bi se reflektiralo od površine ploče; dakle, bez premaza, došlo bi do značajnog gubitka fotona da ih solarne ćelije ne bi mogle pretvoriti u električnu struju. Premaz je vrlo tanak (često se mjeri u nanometrima) i njegova će optička snaga ostati netaknuta samo ako se površine ploče održavaju na vrlo preciznom standardu.
Kada ovoj jednadžbi dodate sapun, ne dodajete samo sapun vodi i sapunu. Stvarate kompleksnu otopinu tenzida, odmašćivača, mirisa, konzervansa i često natrijevog klorida (sol) kao zgušnjivača. Iako ovi materijali dobro otapaju masnoće na tanjurima, kada se koriste na umjetni-an-antirefleksnoj površini, može doći do mnogo složenije interakcije.
Što je istraživanje otkrilo
Istraživači Julianna Varjopuro i Kati Miettunen sa Sveučilišta u Turkuu proveli su niz testova na uzorcima fotonaponskog stakla u finskoj studiji. Istraživači su usporedili sapun za posuđe s nizom drugih proizvoda za čišćenje, uključujući etanol, aceton, izopropanol, poseban deterdžent napravljen posebno za čišćenje solarnih panela i obično sredstvo za čišćenje prozora. Korištene su dvije različite metode ispitivanja; prvi je uključivao čišćenje uzoraka natapanjem u različitim sredstvima za čišćenje tijekom duljeg vremenskog razdoblja; drugi je uključivao rast algi na staklenoj površini kako bi se replicirali stvarni uvjeti čišćenja. Svjetlost velikog broja raspona valnih duljina mjerena je pomoću spektrofotometra kako bi se vidjelo koliko je svjetlosti propušteno nakon svake metode čišćenja. Rezultati su bili jasni-.
Na čistom staklu većina je proizvoda zadržala ili malo poboljšala prijenos svjetlosti. Međutim, sredstvo za pranje posuđa smanjilo je prijenos za otprilike 1%. Na staklu koje je bilo zaprljano algama i zatim očišćeno, razlika se povećala: sredstvo za pranje posuđa ostavilo je trajni gubitak prijenosa od gotovo 4% u usporedbi s pravilno očišćenim površinama. To se izravno pretvara u proizvodnju električne energije-smanjenje prinosa energije od 3–4%, jednostavno zbog upotrebe pogrešnog deterdženta.
Najvažnije je da je mikroskopska analiza otkrila da sam anti{0}}prevlaka nije fizički degradirana ili ugravirana. Problem nije bilo trajno oštećenje, već postojani ostaci. Sredstvo za pranje posuđa ostavilo je film koji je, iako nevidljiv golim okom, bio dovoljan da promijeni optička svojstva stakla. Čak ni temeljito ispiranje nije uspjelo u potpunosti vratiti izvorne razine prijenosa.
Znanost iza ostatka
Zašto se deterdžent za suđe ponaša drugačije od ostalih sredstava za čišćenje? Odgovor leži u njegovoj kemijskoj formulaciji. Sapuni za posuđe dizajnirani su da prianjaju na površine-zato učinkovito uklanjaju masnoću s tanjura, ali također zahtijevaju temeljito ispiranje. Često sadrže tenzide koji ostavljaju hidrofilni ili hidrofobni film, ovisno o formuli.
Kada se nanesu na antirefleksno staklo, ovi ostaci ispunjavaju mikroskopske pore premaza ili stvaraju jednoličan film koji mijenja indeks loma na površini. Anti{2}}prevlaka djeluje stvarajući postupan prijelaz u indeksu loma između zraka i stakla. Svaki strani materijal koji se na njemu nataloži remeti ovaj gradijent, učinkovito obnavljajući gubitke refleksije za koje je premaz dizajniran da ih eliminira.
Za razliku od izopropilnog alkohola i profesionalnih sredstava za čišćenje stakla, etanol i aceton također su vrlo učinkoviti, ali ih morate koristiti s oprezom jer mogu izazvati kemijske reakcije s materijalima za uokvirivanje ili brtvljenje. Ova je studija pokazala da sva ta hlapljiva sredstva za čišćenje i namjenski-proizvodi namijenjeni za čišćenje PV-a nisu oštetili optičke performanse.
Praktične implikacije za vlasnike sustava
Kao rezultat ovih nalaza, evo nekoliko preporuka za vlasnike stambenih i komercijalnih PV sustava:
U potpunosti izbjegavajte korištenje sredstva za pranje posuđa.Iako se solarni paneli nakon-uporabe sa sredstvom za pranje posuđa mogu činiti čistima, sapun za sobom ostavlja nevidljive ostatke koji će i dalje ometati rad dok se ne uklone prirodnim putem vremenskim utjecajima (kiša, UV zračenje i izloženost vjetru). U nekim područjima svijeta s minimalnom količinom oborina, kao što je jugozapadni dio SAD-a, ostaci deterdženta mogu ostati na modulima čak 6 mjeseci.
Koristite samo preporučene proizvode za čišćenje.Proizvodi za čišćenje koji sadrže izopropilni alkohol (obično 70% koncentracije ili više) ili proizvodi koji se prodaju na tržištu posebno za čišćenje stakla, ali ne sadrže regeneratore ili materijale od voska sigurni su za korištenje. Namjenska-rješenja za čišćenje solarnih ploča mogu imati višu cijenu; međutim, kemija u takvim proizvodima posebno je razvijena za upotrebu na anti{3}}prevlakama.
Koristite vodu najviše moguće kvalitete kada koristite samo vodu.U idealnom slučaju, trebali biste koristiti deioniziranu ili destiliranu vodu. Ako koristite vodu iz slavine za čišćenje, ostavit ćete mineralne ostatke na solarnom modulu i ti bi se ostaci mogli nakupiti tijekom vremena i ograničiti količinu svjetlosti koja se prenosi kroz to područje.
Pažljivo razmotrite mehaničke metode.Meke četke ili brisači su prihvatljivi; abrazivni alati mogu izgrebati staklo ili premaz, uzrokujući trajna oštećenja koja nisu povezana s kemijskim sredstvima za čišćenje.
Osim sredstva za pranje posuđa: širi kontekst industrije
Finska istraga podupire istodobna istraživanja koja provodi Fraunhoferov centar za silicijsku fotonaponsku tehnologiju u Njemačkoj, a oba su pokazala da će mnoga od uobičajeno korištenih rješenja za čišćenje uzrokovati dugo-oštećenje anti-prevlaka na solarnim pločama. Zajedno, oni demonstriraju rastuće priznanje unutar industrije da se radnje održavanja ne odvijaju unutar vakuuma; kao takvi, oni će utjecati na dugovječnost rada solarnih panela počevši od instalacije sustava.
Mala pogreška s mjerljivim posljedicama
Gubitak učinkovitosti od 3–4% zbog nepravilnog čišćenja običnom promatraču možda neće zvučati katastrofalno. Međutim, za komercijalnu instalaciju koja proizvodi tisuće kilovat-sati godišnje, to predstavlja značajan financijski gubitak tijekom vremena. Za stambene sustave to može značiti razliku između ispunjavanja energetskih očekivanja i pitanja zašto se proizvodnja čini nižom od susjednih instalacija.
Razumljivo je iskušenje da se koristi ono što je već ispod sudopera. Ali kao što ovo istraživanje pokazuje, praktičnost ima svoju cijenu. Odabir pravog sredstva za čišćenje ne zahtijeva specijaliziranu obuku-samo svijest. A u solarnoj energiji, gdje su marže i-dugoročni učinak važni, takvi mali izbori imaju mjerljive posljedice.
