Il livello di contaminazione degli impianti fotovoltaici influisce direttamente sulla loro efficienza di generazione di energia e sui benefici economici. Per una migliore gestione e manutenzione degli impianti fotovoltaici, è fondamentale comprendere le definizioni e i metodi di calcolo dell'inquinamento lieve, moderato e grave, nonché le raccomandazioni sulla frequenza di pulizia in diversi scenari in base alle raccomandazioni del robot di pulizia.
1. Inquinamento lieve
Definizione:
L'inquinamento lieve si riferisce all'accumulo minimo di contaminanti sulla superficie dei pannelli solari, con un impatto minimo sull'efficienza della generazione di energia. In genere include una leggera polvere, piccole macchie o piccoli escrementi di uccelli.
Indicatori di valutazione:
- Accumulo di contaminanti: ≤ 50 mg/m².
- Indice di perdita del suolo (SLI): SLI medio mensile < 2%.
- Perdita giornaliera di suolo (DSL): DSL < 1%.
- Errore relativo (RE): RE ≤ 5%.
- Errore quadratico medio (RMSE): RMSE ≤ 10%.
Formule di calcolo:
- Errore relativo (RE):
RE = (X - Y) / X * 100%
Dove X è la produzione giornaliera effettiva di energia fotovoltaica e Y è la produzione giornaliera prevista di energia fotovoltaica.
- Errore quadratico medio (RMSE):
RMSE = sqrt(1/n * somma((X_i - Y_i)²))
Dove X_i è la produzione effettiva giornaliera di energia fotovoltaica, Y_i è la produzione prevista giornaliera di energia fotovoltaica e n è il numero di elementi nel campione di prova.
Raccomandazioni sulla frequenza della pulizia:
- Aree desertiche: Settimanale, a causa delle frequenti tempeste di sabbia che portano a un rapido accumulo di inquinamento.
- Aree rurali: Ogni 2 mesi, poiché le aree rurali sono relativamente pulite, con un minimo di polvere ed escrementi di uccelli.
- Aree urbane: Mensilmente, poiché le aree urbane presentano un inquinamento atmosferico più elevato e un rapido accumulo di contaminanti.
- Aree industriali: Settimanalmente, a causa delle grandi quantità di inquinanti emessi che provocano il rapido sporcamento dei pannelli.
- Zone costiere: Ogni 3 mesi, poiché l'elevata umidità con un impatto minimo del sale e le precipitazioni naturali puliscono i pannelli.
- Aree agricole: Ogni 2 mesi, poiché sono presenti residui di pesticidi e polvere, ma l'inquinamento complessivo è inferiore.
2. Inquinamento moderato
Definizione:
L'inquinamento moderato comporta un accumulo significativo di contaminanti sui pannelli solari, con un impatto notevole sull'efficienza della generazione di energia. In genere comporta strati di polvere più spessi, macchie evidenti o più escrementi di uccelli.
Indicatori di valutazione:
- Accumulo di contaminanti: da 50 mg/m² a 200 mg/m².
- Indice di perdita del suolo (SLI): SLI medio mensile da 2% a 4%.
- Perdita giornaliera di suolo (DSL): DSL tra 1% e 3%.
- Errore relativo (RE): RE tra 5% e 15%.
- Errore quadratico medio (RMSE): RMSE compreso tra 10% e 20%.
Formule di calcolo:
- Indice di perdita del suolo (SLI):
SLI = (P_pulito - P_sporco) / P_pulito * 100%
Dove P_clean è la potenza generata dopo la pulizia e P_dirty è la potenza generata dopo la contaminazione.
- Perdita giornaliera di suolo (DSL):
DSL = (P_pulizia_giornaliera - P_sporcizia_giornaliera) / P_pulizia_giornaliera * 100%
Dove P_clean_daily è la produzione giornaliera di energia dopo la pulizia e P_dirty_daily è la produzione giornaliera di energia dopo la contaminazione.
Raccomandazioni sulla frequenza della pulizia:
- Aree desertiche: 1-2 volte alla settimana, a causa delle frequenti tempeste di sabbia.
- Aree rurali: Ogni 1-2 mesi, soprattutto durante le stagioni con maggiore polvere ed escrementi di uccelli.
- Aree urbane: Ogni 1-2 mesi, poiché l'inquinamento si accumula più velocemente.
- Aree industriali: 1-2 volte alla settimana, a causa delle forti emissioni inquinanti.
- Zone costiere: Ogni 2 mesi, poiché l'impatto del sale è maggiore e le precipitazioni potrebbero non essere sufficienti.
- Aree agricole: Ogni 1-2 mesi, a causa dei residui di pesticidi.
3. Grave inquinamento
Definizione:
L'inquinamento grave è caratterizzato da un accumulo estremamente pesante di contaminanti sui pannelli solari, che ne influenza notevolmente l'efficienza di generazione di energia. In genere, ciò comporta spessi strati di polvere, macchie diffuse o grandi quantità di escrementi di uccelli.
Indicatori di valutazione:
- Accumulo di contaminanti: > 200 mg/m².
- Indice di perdita del suolo (SLI): SLI medio mensile > 4%.
- Perdita giornaliera di suolo (DSL): DSL > 3%.
- Errore relativo (RE): RE > 15%.
- Errore quadratico medio (RMSE): RMSE > 20%.
Formule di calcolo:
- Indice di perdita del suolo (SLI):
SLI = (P_pulito - P_sporco) / P_pulito * 100%
Dove P_clean è la potenza generata dopo la pulizia e P_dirty è la potenza generata dopo la contaminazione.
- Perdita giornaliera di suolo (DSL):
DSL = (P_pulizia_giornaliera - P_sporcizia_giornaliera) / P_pulizia_giornaliera * 100%
Dove P_clean_daily è la produzione giornaliera di energia dopo la pulizia e P_dirty_daily è la produzione giornaliera di energia dopo la contaminazione.
Raccomandazioni sulla frequenza della pulizia:
- Aree desertiche: Ogni 3 giorni o più frequentemente a causa del rapido accumulo di contaminanti.
- Aree rurali: Mensilmente, anche se relativamente pulito, ma in certe stagioni lo sporco aumenta.
- Aree urbane: Mensile, a causa del forte accumulo di inquinamento.
- Aree industriali:Ogni 3 giorni le emissioni industriali causano un rapido accumulo di sporcizia.
- Zone costiere: Mensilmente, poiché l'umidità e il sale influiscono maggiormente sui pannelli.
- Aree agricole: Mensile, a causa dei residui di pesticidi e della polvere aggiuntiva.
Valutazione dell'effetto di pulizia
Miglioramenti:
- Aumento dell'efficienza:Un esempio da Wuhan mostra che un impianto fotovoltaico da 8 MW installato su un tetto può aumentare la produzione annuale di 720.000 kWh con un miglioramento dell'efficacia post-pulizia di 10%.
- Riduzione dei costi: Riduce i costi di manutenzione del tetto e non richiede un costoso sistema idrico per la manutenzione, riducendo al contempo i futuri aumenti dei costi di manodopera.
Conclusione
Il ciclo di pulizia ottimale per gli impianti fotovoltaici dovrebbe adattarsi dinamicamente in base alla gravità dell'inquinamento e alle condizioni ambientali. L'inquinamento lieve richiede una pulizia ogni 7 settimane, l'inquinamento moderato ogni 1-2 mesi e l'inquinamento grave ogni 1-2 settimane. Ecco le raccomandazioni di pulizia basate su diversi scenari:
- Aree desertiche: Lieve – settimanale, Moderato – 1-2 volte a settimana, Grave – ogni 3 giorni.
- Aree rurali: Lieve – ogni 2 mesi, Moderato – 1-2 mesi, Grave – mensilmente.
- Aree urbane: Lieve – mensile, Moderato – 1-2 mesi, Grave – settimanale.
- Aree industriali: Lieve – settimanale, Moderato – 1-2 volte a settimana, Grave – ogni 3 giorni.
- Zone costiere: Lieve – ogni 3 mesi, Moderato – ogni 2 mesi, Grave – mensilmente.
- Aree agricole: Lieve – ogni 2 mesi, Moderato – 1-2 mesi, Grave – mensilmente.
Fare riferimento al metodo di calcolo dettagliato:Formule di calcolo per gli effetti e gli intervalli di pulizia degli impianti fotovoltaici
L'applicazione di sistemi di pulizia intelligenti migliora significativamente l'efficienza della pulizia, riduce i costi di manodopera e massimizza la produzione di energia. Come produttore di robot per la pulizia, l'ottimizzazione continua della progettazione e della tecnologia dei robot è essenziale per fornire soluzioni di pulizia più efficienti e affidabili per lo sviluppo sostenibile e il funzionamento efficiente degli impianti fotovoltaici.
