Зашто ваши соларни панели мрзе сапун за судове: технички дубинско уроњење у хемију чишћења

Чишћење соларних панела ПВ система генерално изгледа веома једноставно за многе власнике соларних панела због очигледног разлога који стоје иза тога. Прљави панели генерално производе више енергије од чистих панела једноставно зато што имају мање прљавштине и стога производе мање енергије од њиховог првобитног стања пре него што се запрљају, па би њихово чишћење коришћењем уобичајеног детерџента за домаћинство, као што је сапун за судове, требало да врати панеле на њихов првобитни ниво перформанси. Међутим, истраживање спроведено на Универзитету Турку, Финска, дошло је до неочекиваног закључка у вези са производом којем се већина људи инстинктивно окреће након чишћења својих соларних панела; сапун за суђе може да уради управо супротно од онога што желите да постигнете, и на тај начин може додатно да деградира резултат.

Овај налаз је важан осим што је само фуснота; послужиће као важна лекција за оне који ће одржавати своје фотонапонске системе у будућности. Конкретно, овај налаз илуструје како се мора разумети интеракција између физике светлости и хемије површине како би се правилно одржавао било који материјал фотонапонског система.

Премаз на соларним панелима има веома важну улогу јер спречава да се сунчева светлост одбија од површине панела; без премаза приближно четири процента упадне светлости би се рефлектовало од површине панела; стога, без превлаке, дошло би до значајног губитка фотона због могућности да их соларне ћелије претворе у електричну струју. Премаз је веома танак (често се мери у нанометрима) и његова оптичка снага ће остати нетакнута само ако се површине панела одржавају на веома прецизном стандарду.

Када овој једначини додате сапун, не додајете само сапун у воду и сапун. Правите комплексан раствор сурфактаната, одмашћивача, мириса, конзерванса и често натријум хлорида (соли) као згушњивача. Иако ови материјали добро функционишу у растварању масти на плочама, када се користе на вештачкој-антирефлексној- површини, може доћи до много сложеније интеракције.

Истраживачи Јулианна Варјопуро и Кати Миеттунен са Универзитета у Туркуу спровели су серију тестова на узорцима фотонапонског стакла у финској студији. Истраживачи су упоредили сапун за суђе са разним другим производима за чишћење, укључујући етанол, ацетон, изопропанол, специјални детерџент направљен посебно за чишћење соларних панела и уобичајено средство за чишћење прозора. Коришћене су две различите методе тестирања; први је укључивао чишћење узорака натапањем у различита средства за чишћење током дужег временског периода; други је укључивао раст алги на стакленој површини како би се реплицирали услови чишћења из стварног живота. Светлост из великог броја опсега таласних дужина мерена је помоћу спектрофотометра да би се видело колико је светлости пренето након сваке методе чишћења. Резултати су били јасни-.

На чистом стаклу већина производа је или одржавала или благо побољшала пренос светлости. Сапун је, међутим, смањио пренос за отприлике 1%. На стаклу које је било запрљано алгама и потом очишћено, разлика се проширила: сапун је оставио упоран губитак трансмисије од скоро 4% у поређењу са правилно очишћеним површинама. Ово се директно преводи у излаз електричне енергије-смањење приноса енергије за 3–4% једноставно због коришћења погрешног детерџента.

Оно што је најважније, микроскопска анализа је открила да сам премаз против одбијања{0}} није физички деградиран или урезан. Проблем није била трајна оштећења, већ упорни талог. Сапун је за собом оставио филм који је, иако невидљив голим оком, био довољан да промени оптичка својства стакла. Чак ни темељно испирање није успело да у потпуности врати оригиналне нивое преноса.

Зашто се сапун за судове понаша другачије од других средстава за чишћење? Одговор лежи у његовој хемијској формулацији. Сапуни за судове су дизајнирани да се лепе за површине-због тога ефикасно уклањају масноћу са тањира, али захтевају и темељно испирање. Често садрже сурфактанте који остављају хидрофилни или хидрофобни филм у зависности од формуле.

Када се нанесу на анти-стакло, ови остаци испуњавају микроскопске поре премаза или стварају униформан филм који мења индекс преламања на површини. Анти-превлака функционише тако што ствара постепени прелаз у индексу преламања између ваздуха и стакла. Било који страни материјал који се таложи на њему ремети овај градијент, ефикасно враћајући губитке рефлексије које је премаз дизајниран да елиминише.

За разлику од изопропил алкохола и професионалних средстава за чишћење стакла, етанол и ацетон су такође веома ефикасни, али морате да их користите опрезно на основу њиховог потенцијала да изазову хемијске реакције са материјалима за уоквиривање или заптивање. Ова студија је показала да сва ова испарљива средства за чишћење и наменски-производи намењени за ПВ чишћење нису оштетили оптичке перформансе.

Као резултат ових налаза, ево неколико препорука за власнике стамбених и комерцијалних фотонапонских система:

У потпуности избегавајте употребу сапуна за суђе.Иако соларни панели могу изгледати чисти након-употребе са сапуном за судове, сапун оставља за собом невидљиви талог, који ће наставити да омета перформансе све док се природним путем не уклони временским утицајем (киша, УВ и ветар). У неким деловима света са минималним падавинама, као што је југозападни део САД, остаци детерџента могу да остану на модулима чак 6 месеци.

Користите само препоручене производе за чишћење.Производи за чишћење који садрже изопропил алкохол (обично 70% концентрације или више) или комерцијално пласирани производи посебно за чишћење стакла, али не садрже материјале за кондиционирање или восак су безбедни за употребу. Наменска{2}}решења за чишћење соларних панела могу бити скупља; међутим, хемија у таквим производима је посебно развијена за употребу на анти{3}}премазима.

Користите воду највишег квалитета када користите само воду.У идеалном случају, требало би да користите дејонизовану или дестиловану воду. Ако за чишћење користите воду из славине, оставићете минералне остатке на соларном модулу и тај остатак би могао да се накупи прековремено и ограничи количину светлости која се преноси кроз ту област.

Пажљиво размотрите механичке методе.Прихватљиве су меке четке или брисачи; абразивни алати могу изгребати стакло или премаз, узрокујући трајна оштећења која нису повезана са хемијом за чишћење.

Финска истрага подржава истовремене истраге које спроводи Фраунхофер центар за силицијумске фотонапоне у Немачкој, а оба су показала да ће многа од уобичајених решења за чишћење проузроковати дуготрајно-оштећење антирефлексних премаза-на соларним панелима. Заједно, они показују растуће признање унутар индустрије да се радње одржавања не дешавају у вакууму; као такви, они ће утицати на дуговечност перформанси соларних панела почевши од инсталације система.

Губитак ефикасности од 3–4% услед неправилног чишћења можда не звучи катастрофално за случајног посматрача. Међутим, за комерцијалну инсталацију која производи хиљаде киловат-сати годишње, то представља значајан финансијски губитак током времена. За стамбене системе, то може значити разлику између испуњавања енергетских очекивања и питања зашто се производња чини нижом од суседних инсталација.

Искушење да се користи оно што је већ испод судопере је разумљиво. Али као што ово истраживање показује, погодност има цену. Избор правог средства за чишћење не захтева специјалну обуку-само свест. А у соларној енергији, где су маргине и{4}}дугорочне перформансе важни, тако мали избори имају мерљиве последице.