Poziom zanieczyszczenia w elektrowniach fotowoltaicznych bezpośrednio wpływa na ich wydajność generowania energii i korzyści ekonomiczne. Dla lepszego zarządzania i konserwacji elektrowni fotowoltaicznych kluczowe jest zrozumienie definicji i metod obliczeniowych dla zanieczyszczenia lekkiego, umiarkowanego i silnego, a także zaleceń dotyczących częstotliwości czyszczenia w różnych scenariuszach, opartych na zaleceniach robota czyszczącego.
1. Łagodne zanieczyszczenie
Definicja:
Łagodne zanieczyszczenie odnosi się do minimalnego nagromadzenia zanieczyszczeń na powierzchni paneli słonecznych, co ma niewielki wpływ na wydajność wytwarzania energii. Zazwyczaj obejmuje ono niewielki kurz, drobne plamy lub drobne ptasie odchody.
Wskaźniki oceny:
- Akumulacja zanieczyszczeń: ≤ 50 mg/m².
- Wskaźnik utraty gleby (SLI): średnia miesięczna SLI < 2%.
- Dzienna utrata gleby (DSL): DSL < 1%.
- Błąd względny (RE): RE ≤ 5%.
- Średni błąd kwadratowy (RMSE): RMSE ≤ 10%.
Wzory obliczeniowe:
- Błąd względny (RE):
RE = (X - Y) / X * 100%
Gdzie X to rzeczywista dzienna produkcja energii fotowoltaicznej, a Y to przewidywana dzienna produkcja energii fotowoltaicznej.
- Średni błąd kwadratowy (RMSE):
RMSE = sqrt(1/n * suma((X_i - Y_i)²))
Gdzie X_i to rzeczywista dzienna generacja energii fotowoltaicznej, Y_i to przewidywana dzienna generacja energii fotowoltaicznej, a n to liczba elementów w próbce testowej.
Zalecenia dotyczące częstotliwości czyszczenia:
- Obszary pustynne:Co tydzień, ze względu na częste burze piaskowe, które powodują szybkie gromadzenie się zanieczyszczeń.
- Obszary wiejskie:Co 2 miesiące, ponieważ obszary wiejskie są stosunkowo czyste, z niewielką ilością kurzu i ptasich odchodów.
- Obszary miejskie:Co miesiąc, ponieważ w obszarach miejskich powietrze jest bardziej zanieczyszczone, a zanieczyszczenia kumulują się szybciej.
- Obszary przemysłowe:Co tydzień, ze względu na dużą ilość emitowanych zanieczyszczeń, powodujących szybkie zabrudzenie paneli.
- Obszary przybrzeżne:Co 3 miesiące, ponieważ wyższa wilgotność powietrza przy minimalnym wpływie soli i naturalne opady deszczu czyszczą panele.
- Obszary rolnicze:Co 2 miesiące, ponieważ pozostałości pestycydów i kurz są obecne, ale ogólne zanieczyszczenie jest mniejsze.
2. Umiarkowane zanieczyszczenie
Definicja:
Umiarkowane zanieczyszczenie wiąże się ze znacznym nagromadzeniem zanieczyszczeń na panelach słonecznych, co wyraźnie wpływa na wydajność wytwarzania energii. Zazwyczaj objawia się grubszą warstwą kurzu, widocznymi plamami lub większą ilością ptasich odchodów.
Wskaźniki oceny:
- Akumulacja zanieczyszczeń: od 50 mg/m² do 200 mg/m².
- Wskaźnik utraty gleby (SLI): średnia miesięczna SLI od 2% do 4%.
- Dzienna utrata gleby (DSL): DSL pomiędzy 1% i 3%.
- Błąd względny (RE): RE pomiędzy 5% i 15%.
- Średni błąd kwadratowy (RMSE): RMSE pomiędzy 10% i 20%.
Wzory obliczeniowe:
- Wskaźnik utraty gleby (SLI):
SLI = (P_czysty - P_brudny) / P_czysty * 100%
Gdzie P_clean to energia generowana po czyszczeniu, a P_dirty to energia generowana po zanieczyszczeniu.
- Dzienna utrata gleby (DSL):
DSL = (P_clean_daily - P_dirty_daily) / P_clean_daily * 100%
Gdzie P_clean_daily to dzienna produkcja energii po czyszczeniu, a P_dirty_daily to dzienna produkcja energii po skażeniu.
Zalecenia dotyczące częstotliwości czyszczenia:
- Obszary pustynne:1-2 razy w tygodniu ze względu na częste burze piaskowe.
- Obszary wiejskie:Co 1-2 miesiące, szczególnie w porach roku, w których występuje większe zapylenie i obecność ptasich odchodów.
- Obszary miejskie:Co 1-2 miesiące, ponieważ zanieczyszczenia gromadzą się szybciej.
- Obszary przemysłowe:1-2 razy w tygodniu ze względu na dużą emisję zanieczyszczeń.
- Obszary przybrzeżne:Co 2 miesiące, ponieważ wpływ soli jest większy i opady deszczu mogą nie wystarczyć.
- Obszary rolnicze:Co 1-2 miesiące ze względu na pozostałości pestycydów.
3. Silne zanieczyszczenie
Definicja:
Silne zanieczyszczenie charakteryzuje się ekstremalnie dużym nagromadzeniem zanieczyszczeń na panelach słonecznych, co znacząco wpływa na ich wydajność energetyczną. Zazwyczaj wiąże się to z grubymi warstwami kurzu, rozległymi plamami lub dużą ilością ptasich odchodów.
Wskaźniki oceny:
- Akumulacja zanieczyszczeń: > 200 mg/m².
- Wskaźnik utraty gleby (SLI): średnia miesięczna SLI > 4%.
- Dzienna utrata gleby (DSL): DSL > 3%.
- Błąd względny (RE): RE > 15%.
- Średni błąd kwadratowy (RMSE): RMSE > 20%.
Wzory obliczeniowe:
- Wskaźnik utraty gleby (SLI):
SLI = (P_czysty - P_brudny) / P_czysty * 100%
Gdzie P_clean to energia generowana po czyszczeniu, a P_dirty to energia generowana po zanieczyszczeniu.
- Dzienna utrata gleby (DSL):
DSL = (P_clean_daily - P_dirty_daily) / P_clean_daily * 100%
Gdzie P_clean_daily to dzienna produkcja energii po czyszczeniu, a P_dirty_daily to dzienna produkcja energii po skażeniu.
Zalecenia dotyczące częstotliwości czyszczenia:
- Obszary pustynne: Co 3 dni lub częściej ze względu na szybkie gromadzenie się zanieczyszczeń.
- Obszary wiejskie:Miesięcznie, nawet jeśli jest stosunkowo czysto, ale w niektórych porach roku brud jest większy.
- Obszary miejskie:Co miesiąc, ze względu na duże nagromadzenie zanieczyszczeń.
- Obszary przemysłowe:Co 3 dni emisje przemysłowe powodują szybkie gromadzenie się brudu.
- Obszary przybrzeżne:Co miesiąc, ponieważ wilgoć i sól mają większy wpływ na panele.
- Obszary rolnicze:Co miesiąc, ze względu na pozostałości pestycydów i dodatkowy kurz.
Ocena efektu czyszczenia
Ulepszenia:
- Wzrost wydajności:Przykład z Wuhan pokazuje, że 8-MW dachowa instalacja fotowoltaiczna może zwiększyć roczną produkcję o 720 000 kWh dzięki zwiększeniu skuteczności 10% po czyszczeniu.
- Redukcja kosztów:Zmniejsza koszty utrzymania dachu i nie wymaga stosowania drogiego systemu wodnego do jego konserwacji, jednocześnie minimalizując wzrost kosztów robocizny w przyszłości.
Wniosek
Optymalny cykl czyszczenia elektrowni fotowoltaicznych powinien być dynamicznie dostosowywany do stopnia zanieczyszczenia i warunków środowiskowych. W przypadku lekkiego zanieczyszczenia czyszczenie należy wykonywać co 7 tygodni, w przypadku średniego zanieczyszczenia co 1-2 miesiące, a w przypadku silnego zanieczyszczenia co 1-2 tygodnie. Oto zalecenia dotyczące czyszczenia w zależności od scenariusza:
- Obszary pustynne: Łagodne – co tydzień, Umiarkowane – 1-2 razy w tygodniu, Ciężkie – co 3 dni.
- Obszary wiejskie: Łagodne – co 2 miesiące, Umiarkowane – 1–2 miesiące, Ciężkie – co miesiąc.
- Obszary miejskie: Łagodne – co miesiąc, Umiarkowane – co 1-2 miesiące, Ciężkie – co tydzień.
- Obszary przemysłowe: Łagodne – co tydzień, Umiarkowane – 1-2 razy w tygodniu, Ciężkie – co 3 dni.
- Obszary przybrzeżne: Łagodne – co 3 miesiące, Umiarkowane – co 2 miesiące, Ciężkie – co miesiąc.
- Obszary rolnicze: Łagodne – co 2 miesiące, Umiarkowane – 1–2 razy w miesiącu, Ciężkie – raz w miesiącu.
Proszę zapoznać się ze szczegółową metodą obliczeniową:Wzory obliczeniowe dla efektów i odstępów czyszczenia elektrowni fotowoltaicznych
Zastosowanie inteligentnych systemów czyszczących znacząco zwiększa wydajność czyszczenia, obniża koszty pracy i maksymalizuje wytwarzanie energii. Jako producent robotów czyszczących, ciągła optymalizacja konstrukcji i technologii robotów jest niezbędna, aby zapewnić bardziej wydajne i niezawodne rozwiązania czyszczące, przyczyniając się do zrównoważonego rozwoju i efektywnej eksploatacji elektrowni fotowoltaicznych.
