Zabrudzenia mogą znacznie obniżyć zarówno wydajność instalacji fotowoltaicznych (PV), jak i zakłócić sygnały radiometrów. W przypadku systemów PV oszacowano, że zabrudzenie zmniejsza globalną produkcję energii o 3% do 4%. Znajomość bieżących strat związanych z zanieczyszczeniem instalacji fotowoltaicznej może być wykorzystana do optymalizacji harmonogramu czyszczenia i uniknięcia fałszywych alarmów związanych z innymi problemami, które mogą powodować pogorszenie wydajności.
Nowa metoda pomiaru zabrudzenia fotowoltaiki, ogniwa referencyjnego i piranometru została opracowana i zweryfikowana na podstawie danych z czterech miesięcy z południowej Hiszpanii. Metoda wykorzystuje lampę, która jest włączana raz lub kilka razy w nocy na około 45 minut, a nocne natężenie promieniowania jest porównywane z sygnałami z nocy z czystym czujnikiem. Ta metoda wymaga niewielkiej konserwacji, ponieważ lampa jest chroniona przed zabrudzeniem przez kolimator o długości 25 cm. Scharakteryzowano pięć lamp w komorze klimatycznej i wyprowadzono poprawki temperaturowe dotyczące ich natężenia promieniowania. Przy obecnie stosowanym modelu lampy korekcję temperaturową należy wyprowadzić indywidualnie dla każdej z nich, ponieważ poprawki te różnią się od siebie. Zainstalowano dwie lampy z piranometrem i komórką odniesienia do testu na zewnątrz. Zmierzone straty spowodowane zanieczyszczeniem porównano ze stratami wynikającymi z porównania radiometru testowego z czystym urządzeniem tego samego modelu. Stwierdzono, że odchylenia między zestawami danych były poniżej oczekiwanej niepewności danych referencyjnych z niskimi odchyleniami, to jest poniżej 0,3%.
Zaobserwowano, że rosa lub krople deszczu na radiometrze testowym mogą powodować błędne pomiary strat spowodowanych zanieczyszczeniem, a porównanie czterech strat spowodowanych zanieczyszczeniem każdej nocy pomogło zredukować takie błędy. W celu porównania z referencyjnymi stratami związanymi z zabrudzeniem uwzględniono opady deszczu, aby uniknąć porównania danych uzyskanych w nocy po naturalnym czyszczeniu ze stratami wynikającymi z zabrudzeń, zmierzonymi w ciągu dnia przed deszczem. Jest to również zalecane do zastosowania danych w elektrowni słonecznej i do pomiarów promieniowania słonecznego. Interesujące są zatem pomiary opadów lub modelowane dane dotyczące deszczu w celu uzupełnienia pomiarów zabrudzenia.
Badania stabilności lampy w ciągu kilku dni, tygodni lub miesięcy są przedstawione w tej metodzie pośrednio poprzez porównanie pomiaru utraty zabrudzenia z metodą referencyjną. Takie zmiany stabilności są możliwe, ponieważ wiadomo, że diody LED zmieniają się wraz z godzinami pracy i w zależności od cykli. Na podstawie aktualnych danych przyjmuje się, że lampa jest wystarczająco stabilna, aby zapewnić obserwowaną dokładność, jeśli ponowna kalibracja lampy (nocny pomiar czystym radiometrem) ma miejsce co dwa tygodnie lub częściej. Dłuższe odstępy między czyszczeniami, na przykład miesiąc lub dwa miesiące, mogą być możliwe. W celu dalszego ulepszenia systemu Radguard można rozważyć również inne efekty spowodowane przez właściwości optyczne lampy. Widmo LED różni się od widma słonecznego, a utrata zabrudzenia zależy od długości fali.
Radguard – nowatorski system mierzący straty spowodowane zanieczyszczeniem w systemach fotowoltaicznych – został niedawno opublikowany w artykule „Autonomiczny radiometryczny system pomiarowy strat fotowoltaiki z powodu zabrudzenia” w piśmie „Progress in Photovoltaics”. W skład zespołu badawczego wchodzą naukowcy ze szwedzkiego DLR Remote Sensing Data Center, hiszpańskiej CIEMAT Plataforma Solar de Almería oraz niemieckiego Instytutu Technologii Teledetekcji DLR. W przyszłości metoda będzie testowana na kolejnych stanowiskach oraz w przygotowywanych dłuższych kampaniach pomiarowych.
Źródło: Progress in Photovoltaics Zaprenumeruj Magazyn Fotowoltaika
