Коли і як мити сонячні панелі, поради та особливості догляду, як підтримувати високий ККД СЕС

Сонячні батареї (фотоелектричні модулі, ФЕМ) широко використовуються в Україні як у домашніх, так і в промислових сонячних електростанціях. Однак з часом вони схильні до забруднення, що безпосередньо впливає на їхню ефективність - знижується ККД сонячної панелі. Оптимізація роботи ФЕМ вимагає грамотного підходу до їхнього очищення з урахуванням типу забруднень, географічного положення і способу установки. 

У цій статті розглянемо, як і чим мити сонячні панелі, з якою періодичністю. Як не знижувати окупність сонячних батарей у будь-який сезон.

У нас на сайті ви також можете дізнатися: як захистити сонячну панель від граду, вимоги, норми і методики. Також ви можете з'ясувати - яку має окупність система сонячних панелей, все докладно на цю тему в нашій статті.

Чому панелі сонячні забруднюються?

На перший погляд це банальне питання. Але тут важливо уточнити деякі нюанси. 

Адже таке обладнання, як і будь-яке інше зовнішньої установки, схильне до впливу навколишнього середовища. Можливе кріплення сонячних панелей на даху під різними кутами, і в різних умовах. Можливе кріплення сонячних панелей на землі, є й варіанти, коли встановлюють сонячні панелі на балконі, якщо говорити про побутові малопотужні СЕС.

Забруднення можна умовно розділити на такі типи:

1. Атмосферні забруднення - пил і пісок (особливо в степових і південних регіонах, наприклад, у Херсонській, Миколаївській, Запорізькій областях).
2. Пилок дерев навесні, листя, падіння цвітіння дерев - особливо актуально в лісових зонах (Житомирська, Волинська області), якщо зроблено встановлення сонячних панелей на дах або на землю.
3. Смог і сажа від ТЕС, камінів, підприємств - переважно в промислових зонах (Дніпро, Кривий Ріг, Запоріжжя, Кам'янське тощо).
4. Солоні відкладення - наближені до моря регіони (Одеська та Миколаївська область).
5. Біологічні забруднення - послід птахів (особливо якщо установка розташована поблизу лісів, полів, водойм), кріплення сонячних панелей на плоскому даху практично завжди піддається такому впливу.
6. Листя і мохи, якщо панелі розташовані в затінених ділянках або поруч із рослинністю - дуже актуально для вологих і сирих регіонів з обмеженим провітрюванням і підсушуванням повітря.
7. Кліматичні чинники - сніг і полій взимку, особливо в північних регіонах.
8. Волога і пліснява - при високій вологості і поганій вентиляції конструкції, якщо монтаж сонячних панелей не враховує цього фактора.

Якщо ставляться сонячні панелі на дах або на землі, зокрема і для промислових потужностей, то зовнішні фактори забруднення істотно можуть вплинути на вироблення. Про це варто сказати окремо.

Вплив забруднень на ефективність, як працюють сонячні станції в цих умовах

Незалежно від чого була забруднена сонячна батарея, це вплине на її виробіток електроенергії в прямопропорційній залежності. Забруднена поверхня перешкоджає потраплянню сонячного випромінювання на фоточутливі елементи, що знижує вироблення електроенергії. 

Різні дослідження показують:

• зниження ККД на 5-10% - за помірного пилового навантаження;
• до 20-30% втрат - за значного забруднення (наприклад, пташиний послід, будівельний пил, кіптява);
• до 50% і більше - у разі повного або часткового затінення панелі локальними забрудненнями.

Особливо це критично для систем з оптимізаторами або інверторами з MPPT, навіть один брудний модуль може знижувати ефективність всього ланцюга. Сонячна батарея для будинку також має зазначену вище залежність, тому важливо періодично очищати її поверхню.

Як часто потрібно мити сонячні панелі?

Періодичність миття залежить від багатьох чинників: кут нахилу сонячних панелей, регіональні особливості, кріплення сонячних панелей на дах або на землі, клімату і рівня забруднення атмосферного повітря. Розміри сонячних панелей також відіграють роль.

Розглянемо в таблиці - як часто потрібно займатися сонячними СЕС будь-якої потужності з точки зору їхнього періодичного чищення:

Варіанти очищення сонячної батареї за типом розміщення 

У загальному випадку є два типи монтажу: встановлення сонячних панелей на даху - характерно для домашніх СЕС невеликої потужності, або на землі, може бути ще обладнано каркас для сонячних панелей як окрему конструкцію, що стоїть окремо, це частіше трапляється для промислових станцій, але при великій присадибній ділянці може стояти і в приватному володінні.

Розглянемо питання, як перевірити сонячну панель на забруднення і провести очищення: 

• Сонячна панель на дах - спосіб очищення: телескопічна щітка з м'якою щетиною і водою. Особливості - складність доступу, підвищені вимоги до безпеки, необхідно використовувати страхувальні системи. Не рекомендується стояти на похилому даху без підготовки.
• Наземні установки (на приватних ділянках або фермах) - спосіб очищення: ручне миття або за допомогою міні-мийки (низького тиску). Особливості: доступ до панелей спрощений, що дає змогу використовувати частіше і точніше очищення. Можливе застосування спеціальних щіток з подачею води.
• Комерційні та промислові станції (СЕС 100+ кВт), де розмір сонячних панелей великий - спосіб очищення: автоматизовані роботизовані системи або спеціалізована техніка з м'якими мийними блоками. Особливості: висока вартість обладнання, але мінімізація трудовитрат і часу. Часто інтегровані з системами моніторингу для автоматичного запуску при виявленні падіння ККД.

Вимоги до мийних засобів, якщо панель сонячна потребує чищення

Окремо варто сказати про те, які є вимоги й обмеження, пов'язані зі складом мийних засобів, що застосовуються в цьому випадку. Природно, що періодичність чищення залежить від клімату і запиленості регіону. У похмуру погоду і під час частих дощів, очищення потрібне рідше, і батарея очищається сама собою. Від величини накопичення бруду і пилу також залежить кут установки сонячних панелей.

Однак, чим мити важливо уточнити, тут такі вимоги: 

1. Вода та її хімія - очищена або деіонізована вода, ідеальний варіант, що не залишає розводів та має м'які нейтральні характеристики (pH ~7).
2. Спеціальні засоби для ФЕМ - часто використовуються в промислових установках.

Важливо розуміти! Не можна використовувати засоби на основі аміаку, спирту, оцту або ацетону. Сонячна панель і матеріали її виготовлення, включно із захисною зовнішньою плівкою, можуть вступити в реакцію з такими активними хімічними речовинами. Це може призвести до псування або помутніння зовнішнього шару, що неприпустимо. 

Поради щодо оптимізації ККД через очищення

Підключення сонячних панелей за проєктом передбачає такі принципи її розміщення, які будуть найкращим чином оптимізувати вироблення електроенергії. Однак усунення пилу та бруду, а взимку снігу та заледеніння з поверхні, це також важливий елемент оптимізації.

Тож тут варто дати деякі корисні поради з цього приводу, а саме: 

• проводьте візуальний огляд раз на 2-4 тижні;
• встановлюйте кут нахилу щонайменше 15-20° - для природного стікання води і пилу;
• використовуйте моніторинг за інвертором - різкий спад виробітку може сигналізувати про забруднення;
• застосовуйте антистатичні покриття - особливо в запорошених регіонах;
• очищуйте панелі ввечері чи рано вранці, коли вони охололи;
• ведіть журнал обслуговування - фіксуйте, як вони працюють.

Якщо йдеться про великі СЕС промислових потужностей, то тут застосовується ШІ та автоматизація в догляді.

Для великих установок можлива інтеграція ШІ-систем моніторингу, які:

1. аналізують дані з датчиків інсоляції та ККД;
2. виявляють «аномальні» модулі (зниження ККД);
3. запускають роботів-очисників за розкладом;
4. рекомендують час і зону мийки.

У побутовому сегменті можливе використання мобільних застосунків, які, синхронізуючись із погодними сервісами та інвертором, підкажуть оптимальний час для миття, а також вкажуть на його необхідність.

Очищення сонячних панелей - це не просто догляд за обладнанням, а важлива частина стратегії підвищення ефективності СЕС. Регулярне миття з урахуванням регіональних особливостей, забрудненості та технічних умов установки може забезпечити приріст вироблення до 20-30%, особливо в промислових установках. З урахуванням зростання тарифів і збільшення частки СЕС в енергетиці України, грамотний догляд за панелями - це економічно доцільне рішення.