Уровень загрязнения на фотоэлектрических электростанциях напрямую влияет на их эффективность выработки электроэнергии и экономические выгоды. Для лучшего управления и обслуживания фотоэлектрических установок крайне важно понимать определения и методы расчета слабого, умеренного и сильного загрязнения, а также рекомендации по частоте очистки в различных сценариях на основе рекомендаций по использованию роботов-уборщиков.
1. Умеренное загрязнение
Определение:
Умеренное загрязнение относится к минимальному накоплению загрязняющих веществ на поверхности солнечных панелей, что оказывает небольшое влияние на эффективность выработки электроэнергии. Обычно оно включает в себя легкую пыль, небольшие пятна или незначительный птичий помет.
Индикаторы оценки:
- Накопление загрязняющих веществ: ≤ 50 мг/м².
- Индекс потери почвы (SLI): Среднемесячный SLI < 2%.
- Ежедневные потери почвы (DSL): DSL < 1%.
- Относительная погрешность (RE): RE ≤ 5%.
- Среднеквадратическая ошибка (RMSE): RMSE ≤ 10%.
Формулы расчета:
- Относительная ошибка (RE):
РЕ = (X - Y) / X * 100%
Где X — фактическая дневная выработка фотоэлектрической энергии, а Y — прогнозируемая дневная выработка фотоэлектрической энергии.
- Среднеквадратическая ошибка (RMSE):
RMSE = sqrt(1/n * сумма((X_i - Y_i)²))
Где X_i — фактическая дневная выработка фотоэлектрической энергии, Y_i — прогнозируемая дневная выработка фотоэлектрической энергии, а n — количество элементов в тестовом образце.
Рекомендации по частоте уборки:
- Пустынные районы: Еженедельно из-за частых песчаных бурь, которые приводят к быстрому накоплению загрязнений.
- Сельские районы: Каждые 2 месяца, так как сельские районы относительно чистые, с небольшим количеством пыли и птичьего помета.
- Городские районы: Ежемесячно, поскольку в городских районах наблюдается более высокий уровень загрязнения воздуха и быстрое накопление загрязняющих веществ.
- Промышленные зоны: Еженедельно из-за большого количества выбрасываемых загрязняющих веществ, вызывающих быстрое загрязнение панелей.
- Прибрежные зоны: Каждые 3 месяца, так как более высокая влажность при минимальном воздействии соли и естественные осадки очищают панели.
- Сельскохозяйственные районы: Каждые 2 месяца, поскольку присутствуют остатки пестицидов и пыль, но общий уровень загрязнения ниже.
2. Умеренное загрязнение
Определение:
Умеренное загрязнение подразумевает значительное накопление загрязняющих веществ на солнечных панелях, что заметно влияет на эффективность выработки электроэнергии. Обычно оно включает более толстые слои пыли, заметные пятна или большее количество птичьего помета.
Индикаторы оценки:
- Накопление загрязняющих веществ: от 50 мг/м² до 200 мг/м².
- Индекс потери почвы (SLI): среднемесячный SLI от 2% до 4%.
- Ежедневные потери почвы (DSL): DSL между 1% и 3%.
- Относительная погрешность (RE): RE между 5% и 15%.
- Среднеквадратическая ошибка (RMSE): RMSE между 10% и 20%.
Формулы расчета:
- Индекс потери почвы (SLI):
SLI = (P_чистый - P_грязный) / P_чистый * 100%
Где P_clean — это выработка электроэнергии после очистки, а P_dirty — это выработка электроэнергии после загрязнения.
- Ежедневные потери почвы (DSL):
DSL = (P_чистый_ежедневно - P_грязный_ежедневно) / P_чистый_ежедневно * 100%
Где P_clean_daily — это суточная выработка электроэнергии после очистки, а P_dirty_daily — это суточная выработка электроэнергии после загрязнения.
Рекомендации по частоте уборки:
- Пустынные районы: 1-2 раза в неделю из-за частых песчаных бурь.
- Сельские районы: Каждые 1-2 месяца, особенно в сезоны с большим количеством пыли и птичьего помета.
- Городские районы: Каждые 1-2 месяца, так как загрязнения накапливаются быстрее.
- Промышленные зоны: 1-2 раза в неделю из-за большого количества выбросов загрязняющих веществ.
- Прибрежные зоны: Каждые 2 месяца, так как воздействие соли усиливается, а осадков может быть недостаточно.
- Сельскохозяйственные районы: Каждые 1-2 месяца из-за остатков пестицидов.
3. Сильное загрязнение
Определение:
Сильное загрязнение характеризуется чрезвычайно сильным накоплением загрязняющих веществ на солнечных панелях, что значительно влияет на их эффективность выработки электроэнергии. Обычно это связано с тяжелыми слоями пыли, обширными пятнами или большим количеством птичьего помета.
Индикаторы оценки:
- Накопление загрязняющих веществ: > 200 мг/м².
- Индекс потери почвы (SLI): Среднемесячный SLI > 4%.
- Ежедневные потери почвы (DSL): DSL > 3%.
- Относительная погрешность (RE): RE > 15%.
- Среднеквадратическая ошибка (RMSE): RMSE > 20%.
Формулы расчета:
- Индекс потери почвы (SLI):
SLI = (P_чистый - P_грязный) / P_чистый * 100%
Где P_clean — это выработка электроэнергии после очистки, а P_dirty — это выработка электроэнергии после загрязнения.
- Ежедневные потери почвы (DSL):
DSL = (P_чистый_ежедневно - P_грязный_ежедневно) / P_чистый_ежедневно * 100%
Где P_clean_daily — это суточная выработка электроэнергии после очистки, а P_dirty_daily — это суточная выработка электроэнергии после загрязнения.
Рекомендации по частоте уборки:
- Пустынные районы: Каждые 3 дня или чаще из-за быстрого накопления загрязнений.
- Сельские районы: Ежемесячно, хотя и относительно чисто, но в определенные сезоны увеличивается загрязнение.
- Городские районы: Ежемесячно из-за сильного загрязнения.
- Промышленные зоны: Каждые 3 дня промышленные выбросы приводят к быстрому накоплению грязи.
- Прибрежные зоны: Ежемесячно, так как влажность и соль сильнее влияют на панели.
- Сельскохозяйственные районы: Ежемесячно из-за остатков пестицидов и дополнительной пыли.
Оценка эффекта очистки
Улучшения:
- Повышение эффективности: Пример из Уханя показывает, что фотоэлектрическая установка мощностью 8 МВт, установленная на крыше, может увеличить годовую выработку на 720 000 кВт·ч с повышением эффективности на 10% после очистки.
- Сокращение затрат: Снижает затраты на обслуживание кровли и не требует дорогостоящей системы водоснабжения для обслуживания, одновременно снижая будущий рост затрат на рабочую силу.
Заключение
Оптимальный цикл очистки для фотоэлектрических электростанций должен динамически корректироваться в зависимости от степени загрязнения и условий окружающей среды. Небольшое загрязнение требует очистки каждые 7 недель, умеренное загрязнение — каждые 1-2 месяца, а сильное загрязнение — каждые 1-2 недели. Вот рекомендации по очистке, основанные на различных сценариях:
- Пустынные районы: Легкая — еженедельно, Умеренная — 1-2 раза в неделю, Тяжелая — каждые 3 дня.
- Сельские районы: легкая степень — каждые 2 месяца, средняя степень — 1-2 месяца, тяжелая степень — ежемесячно.
- Городские районы: Легкая степень – ежемесячно, Умеренная степень – 1-2 раза в месяц, Тяжелая степень – еженедельно.
- Промышленные зоны: легкая степень — еженедельно, умеренная степень — 1–2 раза в неделю, тяжелая степень — каждые 3 дня.
- Прибрежные зоны: легкая степень — каждые 3 месяца, средняя степень — каждые 2 месяца, тяжелая степень — ежемесячно.
- Сельскохозяйственные районы: Легкая степень — каждые 2 месяца, Умеренная степень — 1-2 раза в месяц, Тяжелая степень — ежемесячно.
Пожалуйста, ознакомьтесь с подробным методом расчета:Формулы расчета эффектов и интервалов очистки фотоэлектрических электростанций
Применение интеллектуальных систем очистки значительно повышает эффективность очистки, снижает затраты на рабочую силу и максимизирует выработку электроэнергии. Как производитель роботов-уборщиков, постоянная оптимизация конструкции и технологии роботов имеет важное значение для предоставления более эффективных и надежных решений по очистке для устойчивого развития и эффективной эксплуатации фотоэлектрических электростанций.
