Оцінка запиленості промислових сонячних електростанцій

1. Методи визначення забрудненості сонячних панелей
2. Метод порівняння вольтамперних характеристик
3. Метод пробної миття
4. Метод контрольної сонячної панелі
5. термопарниє піранометра

20.12.2016 р

Сонячні батареї , Особливо якщо вони представляють собою нерухому конструкцію, практично не вимагають спеціального технічного обслуговування. Єдине, що потребують уваги власників - це запиленість (забрудненість) поверхні сонячного фотоелектричного модуля. Через забруднення сонячних панелей (осіла пил і бруд, листя, пташиний послід) значно знижується потрапляння світла на фотоелементи, що призводить до зменшення генерації електроенергії. Розрахунки показують, що рівномірному розподілі на одному квадратному метрі поверхні сонячної батареї всього 4 кубічних сантиметрів пилу призводить до зниження вироблення електроенергії на 40%.

Якщо мова йде про приватне сонячної електростанції , То проблема вирішується просто - якщо довго не було дощу, то буде досить пролити масив сонячних батарей з шланга. Навіть в найпосушливіше час буде досить повторити цю операцію всього пару раз, щоб зняти проблему запиленості поверхні сонячної батареї. Втім, проблема може носити не обов'язково природний характер. Дуже часто причиною запиленість сонячних батарей викликана інтенсивним рухом транспорту, будівельними роботами або сільськогосподарською діяльністю.

Проблема набуває зовсім інші масштаби, коли мова йде про промислових сонячних електростанціях , Які можуть займати площу, яку можна порівняти з 15-20 футбольними полями. У цьому випадку на перший план виходить економічна доцільність - чи компенсує приріст енергії, що генерується витрати на проведення миття панелей. Саме тому основним завданням є визначення моменту, коли забруднення площині сонячної батареї стане критичним, викликавши значні втрати генерації електроенергії.

Методи визначення забрудненості сонячних панелей

Миття сонячних панелей стає економічно доцільним в момент, коли економічні втрати, розраховані як різниця між заміряний енергією протягом заданого періоду часу в порівнянні з енергією, яка могла бути отримана протягом цього ж періоду часу з повністю чистого масиву, зрівняються з витратами на проведення очистки панелей.

Визначення моменту, коли сонячні панелі необхідно помити - це рішення складного рівняння, при якому доведеться врахувати безліч параметрів, в тому числі - сумарну площу площин сонячних батарей, час проведення очищення, необхідність відключення панелей безпосередньо під час процесу миття і до яких втрат це зробить, і навіть вибір часу, коли необхідно провести процес. Наприклад, щоб мінімізувати втрати від припинення роботи, одна компанія вирішила помити панелі вночі, коли сонячна електростанція фактично не працює. Навіть незважаючи на те, що клінінгова компанія встановила додатковий збільшує коефіцієнт за проведення робіт, таке рішення виглядає цілком виправданим. Втім, через холодну ночі вимиті панелі не встигло просохнути до ранку, а піднявся з ранку сильний вітер приніс з собою великі клуби пилу, що осів на поверхні фотоелектричних модулів. В результаті показники вироблення електроенергії після миття панелей виявилися навіть нижче, ніж вихідні дані. Компанії довелося повторити процес, але вже в денний час, звірившись з прогнозом, який обіцяв мінімальний вітер.

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 забрудненості панелі має виключно практичний характер.

Можна визначити кілька основних методів визначення забрудненості робочої поверхні сонячних електростанцій:

Метод порівняння вольтамперних характеристик

Досить простий спосіб, при якому порівнюється реальна вольтамперної характеристики (для більшої достовірності краще проводити порівняння за кількома параметрами одночасно) з даними, які були отримані при введенні сонячної електростанції в експлуатацію. При цьому категорично не можна користуватися заводськими даними, адже вони були отримані при практично ідеальних умовах. При введенні сонячної електростанції в експлуатацію необхідно провести цілий ряд енергетичних тестів - вони будуть дуже важливі для подальшої оцінки ефективності роботи станції (їх ще називають базовий рівень). Надійні і точні вимірювання потоку сонячного випромінювання дадуть можливість накопичити базу даних про ефективність і продуктивності сонячної електростанції в різних природних умовах. Ця база стане в нагоді як для прогнозування обсягів вироблення енергії, так і 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 погодно-кліматичних умовах.

Основний недолік цього способу - він не враховує старіння модулів або вихід з ладу деяких з них (ця похибка буде тільки збільшуватися з часом, хоча є методи, які дозволяють її компенсувати), втрати під час перетворення електроенергії з постійного струму на змінний і т.д . Крім того, варто мати на увазі і похибки використовуваних вимірювальних приладів, тому отримані дані будуть мати похибку порядку ± 2%.

Метод пробної миття

Можливість порівняти результати генерування електрики до і після миття на прикладі контрольної групи панелей. Для цього вибирають або групу панелей, розташованих посередині масиву (приймаючи розподіл забрудненості приблизно рівномірним), або взявши окремі панелі в різних місцях станції. Знявши вольтамперних характеристику, миють панелі і знімають повторні дані при приблизно однакових погодних умовах і в той же час. Порівнявши результат, можна визначити приріст генерації і наскільки в цілому виправдано миття панелей по всьому масиву.

Метод контрольної сонячної панелі

З одного сонячної батареї (або декількох, які розташовані в різних частинах великого масиву) проводиться постійний або періодичний контроль генерації електрики. Зниження обсягів генерації нижче певного рівня зажадає розгляду і пошуку причин зниження ефективності, однією з яких якраз і може стати запиленість.

термопарниє піранометра

Вже досить давно використовуються в метеорологічних спостереженнях і на кліматичних станціях. Цей прилад дозволяє заміряти сумарний потік сонячної енергії, що потрапляє на площину. Термопарний датчик надійно захищений від зовнішнього впливу одним або двома напівсферичними сонячними ковпаками. Сучасні інвертори мають вхід для підключення піранометра, який дозволяє виміряти ефективність функціонування сонячної батареї, яка підключена саме до цього инвертору. Для дотримання точності вимірювань, піранометра необхідно встановити в такому ж напрямку і під таким же кутом, як встановлена ​​сонячна батарея. Так як термопарниє піранометра мають плоску і широку спектральну чутливість, то вони можуть точно виміряти всю щільність сонячного потоку, яка потрапляє на площину фотоелектричної панелі. Отримані результати дозволяють легко сформулювати висновок, наскільки ефективно панель приймає і переробляє потрапляє на її площину сонячну енергію.

***

Кліматичні умови України досить сприятливі для сонячних електростанцій, велика кількість опадів багато в чому компенсує запиленість площині фотоелектричних модулів. Втім, якщо результати генерації електроенергії почали погіршуватися, фахівці компанії Рентехно готові провести всебічний аналіз роботи сонячної електростанції і прорахувати необхідність мийки (очищення) сонячних панелей.

печатка