O nível de contaminação em usinas fotovoltaicas afeta diretamente sua eficiência de geração de energia e benefícios econômicos. Para melhor gerenciamento e manutenção de usinas fotovoltaicas, é crucial entender as definições e métodos de cálculo de poluição leve, moderada e severa, bem como recomendações de frequência de limpeza em diferentes cenários com base nas recomendações de robôs de limpeza.
1. Poluição Leve
Definição:
Poluição leve se refere ao acúmulo mínimo de contaminantes na superfície dos painéis solares, tendo um pequeno impacto na eficiência da geração de energia. Ela normalmente inclui poeira leve, pequenas manchas ou excrementos de pássaros.
Indicadores de avaliação:
- Acúmulo de contaminantes: ≤ 50 mg/m².
- Índice de Perda de Solo (SLI): Média mensal SLI < 2%.
- Perda Diária de Solo (DSL): DSL < 1%.
- Erro Relativo (ER): ER ≤ 5%.
- Erro quadrático médio (RMSE): RMSE ≤ 10%.
Fórmulas de cálculo:
- Erro Relativo (ER):
RE = (X - Y) / X * 100%
Onde X é a geração diária real de energia fotovoltaica e Y é a geração diária prevista de energia fotovoltaica.
- Erro Quadrático Médio (RMSE):
RMSE = sqrt(1/n * soma((X_i - Y_i)²))
Onde X_i é a geração de energia fotovoltaica diária real, Y_i é a geração de energia fotovoltaica diária prevista e n é o número de elementos na amostra de teste.
Recomendações de frequência de limpeza:
- Áreas desérticas: Semanalmente, devido às frequentes tempestades de areia que levam ao rápido acúmulo de poluição.
- Áreas rurais: A cada 2 meses, já que as áreas rurais são relativamente limpas, com pouca poeira e excrementos de pássaros.
- Áreas urbanas: Mensalmente, pois as áreas urbanas apresentam maior poluição do ar e rápido acúmulo de contaminantes.
- Áreas Industriais: Semanalmente, devido às grandes quantidades de poluentes emitidos, causando rápida sujeira nos painéis.
- Áreas costeiras: A cada 3 meses, pois a umidade mais alta com impacto mínimo de sal e chuva natural limpa os painéis.
- Áreas agrícolas: A cada 2 meses, pois há resíduos de pesticidas e poeira, mas a poluição geral é menor.
2. Poluição Moderada
Definição:
Poluição moderada envolve acúmulo significativo de contaminantes em painéis solares, impactando notavelmente a eficiência da geração de energia. Normalmente envolve camadas mais espessas de poeira, manchas perceptíveis ou mais excrementos de pássaros.
Indicadores de avaliação:
- Acúmulo de contaminantes: 50 mg/m² a 200 mg/m².
- Índice de Perda de Solo (SLI): SLI médio mensal de 2% a 4%.
- Perda Diária de Solo (DSL): DSL entre 1% e 3%.
- Erro Relativo (ER): ER entre 5% e 15%.
- Erro quadrático médio (RMSE): RMSE entre 10% e 20%.
Fórmulas de cálculo:
- Índice de Perda de Solo (SLI):
SLI = (P_limpo - P_sujo) / P_limpo * 100%
Onde P_clean é a geração de energia após a limpeza e P_dirty é a geração de energia após a contaminação.
- Perda Diária de Solo (DSL):
DSL = (P_limpeza_diária - P_sujeira_diária) / P_limpeza_diária * 100%
Onde P_clean_daily é a geração diária de energia após a limpeza, e P_dirty_daily é a geração diária de energia após a contaminação.
Recomendações de frequência de limpeza:
- Áreas desérticas: 1-2 vezes por semana, devido às frequentes tempestades de areia.
- Áreas rurais: A cada 1-2 meses, especialmente durante estações com mais poeira e excrementos de pássaros.
- Áreas urbanas: A cada 1-2 meses, pois a poluição se acumula mais rapidamente.
- Áreas Industriais: 1-2 vezes por semana, devido às altas emissões de poluentes.
- Áreas costeiras: A cada 2 meses, pois o impacto do sal é maior e a precipitação pode não ser suficiente.
- Áreas agrícolas: A cada 1-2 meses, devido a resíduos de pesticidas.
3. Poluição Grave
Definição:
Poluição severa é caracterizada por acúmulo extremamente pesado de contaminantes em painéis solares, afetando muito sua eficiência de geração de energia. Normalmente, isso envolve camadas pesadas de poeira, manchas espalhadas ou grandes quantidades de excrementos de pássaros.
Indicadores de avaliação:
- Acúmulo de contaminantes: > 200 mg/m².
- Índice de Perda de Solo (SLI): Média mensal SLI > 4%.
- Perda Diária de Solo (DSL): DSL > 3%.
- Erro Relativo (ER): ER > 15%.
- Erro quadrático médio (RMSE): RMSE > 20%.
Fórmulas de cálculo:
- Índice de Perda de Solo (SLI):
SLI = (P_limpo - P_sujo) / P_limpo * 100%
Onde P_clean é a geração de energia após a limpeza e P_dirty é a geração de energia após a contaminação.
- Perda Diária de Solo (DSL):
DSL = (P_limpeza_diária - P_sujeira_diária) / P_limpeza_diária * 100%
Onde P_clean_daily é a geração diária de energia após a limpeza, e P_dirty_daily é a geração diária de energia após a contaminação.
Recomendações de frequência de limpeza:
- Áreas desérticas: A cada 3 dias, ou com maior frequência devido ao rápido acúmulo de contaminantes.
- Áreas rurais: Mensalmente, embora relativamente limpo, certas estações aumentam a sujeira.
- Áreas urbanas:Mensalmente, devido ao forte acúmulo de poluição.
- Áreas Industriais:A cada 3 dias, as emissões industriais causam rápido acúmulo de sujeira.
- Áreas costeiras: Mensalmente, pois a umidade e o sal afetam mais os painéis.
- Áreas agrícolas: Mensalmente, devido a resíduos de pesticidas e poeira adicional.
Avaliação do efeito de limpeza
Melhorias:
- Aumento da Eficiência:Um exemplo de Wuhan mostra que uma usina fotovoltaica de 8 MW no telhado pode aumentar a produção anual em 720.000 kWh com uma melhoria de eficácia de 10% após a limpeza.
- Redução de custos: Reduz os custos de manutenção do telhado e não exige um sistema de água caro para manutenção, ao mesmo tempo em que atenua futuros aumentos nos custos de mão de obra.
Conclusão
O ciclo de limpeza ideal para usinas de energia fotovoltaica deve se ajustar dinamicamente com base na gravidade da poluição e nas condições ambientais. Poluição leve requer limpeza a cada 7 semanas, poluição moderada a cada 1-2 meses e poluição severa a cada 1-2 semanas. Aqui estão as recomendações de limpeza com base em diferentes cenários:
- Áreas desérticas: Leve – semanalmente, Moderado – 1-2 vezes por semana, Grave – a cada 3 dias.
- Áreas rurais: Leve – a cada 2 meses, Moderado – 1-2 meses, Grave – mensalmente.
- Áreas urbanas: Leve – mensal, Moderado – 1-2 mensais, Grave – semanal.
- Áreas Industriais: Leve – semanalmente, Moderado – 1-2 vezes por semana, Grave – a cada 3 dias.
- Áreas costeiras: Leve – a cada 3 meses, Moderado – a cada 2 meses, Grave – mensalmente.
- Áreas agrícolas: Leve – a cada 2 meses, Moderado – 1-2 meses, Grave – mensalmente.
Consulte o método de cálculo detalhado:Fórmulas de cálculo para efeitos de limpeza e intervalos de usinas fotovoltaicas
A aplicação de sistemas de limpeza inteligentes melhora significativamente a eficiência da limpeza, reduz os custos de mão de obra e maximiza a geração de energia. Como fabricante de robôs de limpeza, a otimização contínua do design e da tecnologia dos robôs é essencial para fornecer soluções de limpeza mais eficientes e confiáveis para o desenvolvimento sustentável e a operação eficiente de usinas de energia fotovoltaica.
