Prečo vaše solárne panely nenávidia mydlo na riad: Technický hlboký ponor do čistiacej chémie

Čistenie solárnych panelov FV systému sa vo všeobecnosti mnohým majiteľom solárnych panelov zdá veľmi jednoduché kvôli zjavnému zdôvodneniu. Znečistené panely vo všeobecnosti produkujú viac energie ako čisté panely jednoducho preto, že majú menej nečistôt, a preto produkujú menej energie, ako bol ich pôvodný stav pred zašpinením, a preto ich čistenie pomocou bežného domáceho čistiaceho prostriedku, ako je saponát na riad, by malo vrátiť panely späť na ich pôvodnú úroveň výkonu. Výskum uskutočnený na univerzite v Turku vo Fínsku však dospel k neočakávanému záveru týkajúcemu sa produktu, ku ktorému sa väčšina ľudí inštinktívne obracia po vyčistení svojich solárnych panelov; saponát na riad môže v skutočnosti robiť pravý opak toho, čo chcete dosiahnuť, a tým môže ešte viac zhoršiť výstup.

Toto zistenie je dôležité nielen ako poznámka pod čiarou; bude to slúžiť ako dôležitá lekcia pre tých, ktorí budú v budúcnosti udržiavať svoje FV systémy. Konkrétne toto zistenie ilustruje, ako treba chápať interakciu medzi fyzikou svetla a povrchovou chémiou, aby sa správne udržal akýkoľvek materiál fotovoltického systému.

Povlak na solárnych paneloch má veľmi dôležitú úlohu, pretože zabraňuje odrazu slnečného svetla od povrchu panela; bez povlaku by sa od povrchu panelu odrážali približne štyri percentá dopadajúceho svetla; preto bez povlaku by došlo k podstatnej strate fotónov, pretože by ich solárne články mohli premeniť na elektrický prúd. Povlak je veľmi tenký (často meraný v nanometroch) a jeho optická sila zostane nedotknutá iba vtedy, ak sa povrch panelov udrží na veľmi presnej úrovni.

Keď do tejto rovnice pridáte mydlo, nepridávate len mydlo do vody a mydla. Vytvárate komplexný roztok povrchovo aktívnych látok, odmasťovačov, vôní, konzervačných látok a často aj chloridu sodného (soli) ako zahusťovadla. Aj keď tieto materiály dobre rozpúšťajú tuky na tanieroch, keď sa použijú na umelý -anti{3}}reflexný povrch, môže dôjsť k oveľa zložitejšej interakcii.

Výskumníci Julianna Varjopuro a Kati Miettunen z univerzity v Turku vykonali sériu testov na vzorkách fotovoltaického skla vo fínskej štúdii. Vedci porovnali mydlo na riad s množstvom iných čistiacich prostriedkov vrátane etanolu, acetónu, izopropanolu, špeciálneho saponátu vyrobeného špeciálne na čistenie solárnych panelov a bežného čističa okien. Boli použité dve rôzne testovacie metódy; prvá zahŕňala čistenie vzoriek ich namáčaním v rôznych čistiacich prostriedkoch počas dlhšieho časového obdobia; druhá zahŕňala rast rias na povrchu skla, aby sa napodobnili skutočné podmienky čistenia. Svetlo z veľkého množstva rozsahov vlnových dĺžok sa meralo pomocou spektrofotometra, aby sa zistilo, koľko svetla sa prenieslo po každej metóde čistenia. Výsledky boli jasné-.

Na čistom skle väčšina produktov buď zachovala alebo mierne zlepšila priepustnosť svetla. Mydlo na riad však znížilo prenos približne o 1 %. Na skle, ktoré bolo znečistené riasami a následne vyčistené, sa rozdiely zväčšili: saponát na riad zanechával trvalú stratu prenosu takmer 4 % v porovnaní so správne vyčistenými povrchmi. To sa priamo premieta do elektrickej energie-zníženie energetického výťažku o 3 – 4 % jednoducho z použitia nesprávneho pracieho prostriedku.

Mikroskopická analýza odhalila, že samotná anti{0}}reflexná vrstva nebola fyzicky degradovaná ani naleptaná. Problémom nebolo trvalé poškodenie, ale pretrvávajúce zvyšky. Mydlo na riad zanechávalo film, ktorý aj keď bol voľným okom neviditeľný, stačil na to, aby zmenil optické vlastnosti skla. Ani dôkladné prepláchnutie nedokázalo úplne obnoviť pôvodné úrovne prenosu.

Prečo sa saponát správa inak ako ostatné čistiace prostriedky? Odpoveď spočíva v jeho chemickom zložení. Mydlá na riad sú navrhnuté tak, aby priľnuli k povrchom,-preto účinne odstraňujú mastnotu z tanierov, no zároveň vyžadujú dôkladné opláchnutie. Často obsahujú povrchovo aktívne látky, ktoré zanechávajú hydrofilný alebo hydrofóbny film v závislosti od zloženia.

Pri aplikácii na anti{0}}reflexné sklo tieto zvyšky vyplnia mikroskopické póry povlaku alebo vytvoria jednotný film, ktorý zmení index lomu na povrchu. Anti-reflexná vrstva vytvára postupný prechod v indexe lomu medzi vzduchom a sklom. Akýkoľvek cudzí materiál, ktorý sa na ňom usadí, narúša tento gradient a účinne obnovuje straty spôsobené odrazom, ktoré mal povlak eliminovať.

Na rozdiel od izopropylalkoholu a profesionálnych čistiacich prostriedkov na sklo sú etanol a acetón tiež veľmi účinné, ale musíte ich používať opatrne vzhľadom na ich potenciál spôsobiť chemické reakcie s rámovými alebo tesniacimi materiálmi. Táto štúdia preukázala, že všetky tieto prchavé čistiace prostriedky a účelovo{1}}výrobky určené na čistenie fotovoltaických zariadení nepoškodzujú optický výkon.

V dôsledku týchto zistení uvádzame niekoľko odporúčaní pre majiteľov rezidenčných aj komerčných fotovoltaických systémov:

Úplne sa vyhnite použitiu saponátu.Aj keď sa solárne panely môžu po-použití s ​​mydlom na riad zdať čisté, mydlo zanecháva neviditeľné zvyšky, ktoré budú naďalej znižovať výkon, kým sa prirodzene neodstránia vplyvom počasia (dážď, UV žiarenie a vietor). V niektorých oblastiach sveta s minimálnymi zrážkami, ako je juhozápadná časť USA, môžu zvyšky čistiaceho prostriedku zostať na moduloch až 6 mesiacov.

Používajte len odporúčané čistiace prostriedky.Čistiace prostriedky, ktoré obsahujú izopropylalkohol (zvyčajne 70 % alebo vyššia koncentrácia) alebo komerčne predávané produkty špeciálne na čistenie skla, ale neobsahujú žiadne kondicionéry ani voskové materiály, sú bezpečné na použitie. Účelové-riešenia na čistenie solárnych panelov môžu mať vyššiu cenu; chémia v takýchto produktoch však bola špeciálne vyvinutá na použitie na anti-reflexných náteroch.

Používajte vodu najvyššej možnej kvality, keď používate iba vodu.V ideálnom prípade by ste mali používať deionizovanú alebo destilovanú vodu. Ak na čistenie použijete vodu z vodovodu, na solárnom module zanecháte zvyšky minerálov a tieto zvyšky sa môžu časom nahromadiť a obmedziť množstvo svetla prechádzajúceho cez túto oblasť.

Starostlivo zvážte mechanické metódy.Mäkké kefy alebo stierky sú prijateľné; abrazívne nástroje môžu poškriabať sklo alebo povlak a spôsobiť trvalé poškodenie, ktoré nesúvisí s čistiacou chémiou.

Fínske vyšetrovanie podporuje súbežné vyšetrovania, ktoré vykonáva Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics v Nemecku, pričom obe ukázali, že mnohé z bežne používaných čistiacich roztokov spôsobia dlhodobé{0}}poškodenie anti{1}}reflexných vrstiev na solárnych paneloch. Spoločne demonštrujú rastúce uznanie v rámci odvetvia, že činnosti údržby sa nevyskytujú vo vákuu; ako také ovplyvnia životnosť solárnych panelov počnúc inštaláciou systému.

3–4 % strata účinnosti v dôsledku nesprávneho čistenia nemusí znieť pre bežného pozorovateľa katastrofálne. Pre komerčnú inštaláciu generujúcu tisíce kilowatt-hodín ročne to však predstavuje významnú finančnú stratu v priebehu času. Pre obytné systémy to môže znamenať rozdiel medzi splnením energetických očakávaní a premýšľaním, prečo sa produkcia zdá nižšia ako v susedných zariadeniach.

Pokušenie použiť to, čo už je pod kuchynským drezom, je pochopiteľné. Ako však ukazuje tento výskum, pohodlie niečo stojí. Výber správneho čistiaceho prostriedku nevyžaduje žiadne špecializované školenie-iba informovanosť. A v solárnej energii, kde záleží na maržiach a{4}}dlhodobom výkone, majú takéto malé voľby merateľné dôsledky.