Miért ajánlatos a napelemeket és a napkollektorokat tisztítani és öntisztuló bevonattal ellátni?

Minden anyag felülete jelentősen károsodik az időjárás hatására. Veszítenek a megjelenésükből, csökken a teljesítőképességük és meglehetősen nehézzé válik a karbantartásuk.

Üvegkorrózió

Ahogyan a fém rozsdásodik, ugyanúgy az üveg is korróziónak indul azoknak a reakcióknak köszönhetően, amik az üveg felülete és a levegőben található gázok között mennek végbe. Akár egyetlen csepp folyadék képes olyan maradandó sérülést okozni az üveg felületén, mely jól láthatóvá válik elegendő fény esetén.

Az üveg felülete nem teljesen sima, hanem mikroszkopikus méretű kiemelkedések és üregek találhatóak rajta. Szerves és szervetlen szennyező anyagok feltöltik ezeket az egyenetlenségeket és kémiai reakcióba lépnek az üveggel, hozzátapadva a felületéhez. Éppen ezért az üveg tisztítása mind inkább nehezebbé válik és az üveg látványosan rongálódik.

  

Az üveg felülete mikroszkóppal vizsgálva

A napelemek és a fotovoltaikus panelek folyamatosan ki vannak téve az időjárás miatt különböző típusú szennyeződésnek (por, ipari hulladék, a légköri szennyezés, alga, moha, madárürülék, stb.).

A kutatási adatok azt mutatják, hogy ha a napelemeket és a fotovoltaikus paneleket nem tisztítják rendszeresen, akkor a hatékonyságuk gyorsan csökken (a szennyezett modulok teljesítménye akár 30 %-kal is csökkenhet).

A cél a napelemek és a fotovoltaikus panelek folyamatos tisztántartása, azért, hogy a fényáteresztés maximális legyen illetve a visszaverődés csökkenjen.

Napelemeknél a szemmel látható eredmény a látszólag tiszta felület nem mindig kockázatmentes és  az esetek többségében csak közvetett módon ellenőrizhető. A napelemek átadása során nem derülnek ki a járulékos kockázatokból fakadó hibák, csak a használat közben.

 Itt kell  megemlíteni a működéssel kapcsolatos és a járulékos kockázatokat:

-   A műszaki berendezések,  termelékenységét befolyásoló kockázatok: azok a kockázatok,melyek a szennyeződések minőségéből és mennyiségéből fakadóan az eszköz, berendezés, technológia teljesítményét, működését korlátozzák vagy gátolják.

-         A járulékos kockázatok: elsősorban a tisztítás hiányából vagy annak nem megfelelő gyakoriságából adódóan a szennyeződések mennyisége megnövekszik, ebből következik, hogy a kockázatok mértéke és azok erőssége is nő. Másodsorban az eltávolítás nem megfelelően megválasztott módjából vagy a végrehajtó személyzet hozzá nem értéséből adódnak. Ilyenkor bekövetkezhet a tisztítandó tárgy vagy környezetének állagromlása.

Fotokatalitikus bevonat

Fotokatalízis mechanizmusa

Amikor a fotokatalizátor titánium-dioxid (TiO2) elnyeli a napfényből vagy mesterséges fényforrásból (fénycsőből) származó UV sugárzást, elektron- és lyukpárok keletkeznek.

A titánium-dioxid vegyértékelektronját a fény gerjeszti. E gerjesztett elektron fölös energiája segítette az elektront a titánium-dioxid hővezetéséhez, így létrehozva a negatív elektron (e-) és pozitív lyuk (h+) párt. Ez a fázis nevezhető a félvezető „foto-gerjesztés” állapotának. A vegyértéksáv és a vezetősáv közötti energiakülönbség, az ún. ’Band-Gap”, azaz sávrés néven ismert. A fotogerjesztéshez szükséges fény hullámhossza: 1240 (Planck-állandó) / 3,2 eV (sávrés energia) = 388 nm

A titánium-dioxid pozitív lyuka felbontja a vízmolekulát hidrogéngázra és hidroxil gyökre. A negatív elektron reakcióba lép az oxigénmolekulával és szuper oxid anion keletkezik. Ez a folyamat mindaddig működik, amíg a fényhatás tart. 

Napelem bevonat

Jellemzői:
  • Több mint 5% -kal növeli a látható fény áteresztését,
  • 3% -kal növeli az energiatermelést,
  • Egy év elteltével is tisztább felület a napelemek esetében, valamint 3% -kal több energiatermelés,
  • 15 évig tartós hatás,
  • Az öntisztulás és az algamentesség miatt nem kell tisztítószereket használni, így költséghatékonyabb,
  • Környezetbarát, levegőtisztító hatású. 

Előnyei:
  • Fotokatalizátornak általánosságban két funkciója van. Az egyik az a képessége, hogy az ártalmas szerves vegyületeket, ártalmatlan vízre és széndioxidra bontja, a másik pedig a szennyeződések megelőzésére szolgáló szuperhidrofil hatás.
  • A napelem bevonat egy különlegesen kialakított fotokatalitikus bevonatrendszer fotovoltaikus, vagy napelem cellákhoz. Szerkezetének köszönhetően nagyobb fényáteresztést és kisebb tükröződést biztosít a hagyományos napelem cellákkal szemben.
  • Számtalan módon lehet csökkenteni a visszatükröződést és javítani a fényáteresztést, ám ezen eljárások közül a legtöbb igen drága és összetett, mint például a többrétegű bevonatolás.
  • A napelem bevonat egy egyszerű eljárást kínál. 3~6%-kal növekszik a hatékonyság a nem kezelt felületekhez képest.
  • A napelem cellák energiatermelésének hatékonysága az üvegfelületen áteresztett fény erősségén múlik. Az áteresztett fény mennyiségének növekedése arányos az energiatermelés növekedésével.
Lehetővé teszi:
  • Majdnem maximális fényáteresztést és minimális visszaverődést
  • Maximális energiatermelést
  • Az üvegfelületek védelmét a természet erőivel szemben
  • Hosszantartó bevonat - akár a panel élettartamával megegyező tartósságot
  • A festés (DSSC) roncsolódásának kiküszöbölését UV védelemmel
  • Egyszerű bevonatképzést
  • A környezetbarát kivitelt - ritkább víz és tisztítószer használattal - növeli az üveg napfény áteresztését
  • Öntisztuló, algamentes hatást, kiváló hidrofílicitást és káros gáz lebontást.
Gazdaságosság:

A visszaverődés csökkentésével jobbá vált fényáteresztés segítségével akár 3%-kal emelkedik egy bevont modul elektromos teljesítménye. Egy 10kW csúcstelje-sítményű készülék Magyarországban évente kb. 1 100 kilowattóra (kWh) energiatermelést eredményez. A bevonat ehhez még hozzátesz akár 3%-t.:

Példa: 2 550 kW-os rendszer 3%-os teljesítménynövekedés

76,5 kW * 1100 napsütéses órák száma/év * 15 év = 1 262 250 kWh többlet teljesítmény.

Az állandóan tiszta felülettel elkerülhető az energiaveszteség, mely a szennyeződés mértékétől függően akár 30% vagy afelett is lehet.  Példaként: egy szennyezett felületen, kisebb mértékű, kb. 10% veszteséggel számolunk. Egy 2 550 kW csúcstelje-sítményű készülék esetén:

255 kW * 1100 napsütéses órák száma/év * 15 év = 4 207 500 kWh többlet teljesítmény.

Összesen: 5 469 750 kWh többlet teljesítmény. * 37 Ft (kWh ár) = 202 380 750 Ft

Számoljuk még hozzá a tisztításokból fakadó megtakarításokat is!

Tisztító rendszerrel a tisztítási egységár 250 Ft/m2, akkor a tisztítási költség egy évre vetítve 16 700 000 Ft. 15 évre vetítve 250 500 000 Ft.

1 év + teljesítmény 1 év megtakarítás 15 év + teljesítmény 15 év megtakarítás
364 650 kWh 13 492 050 Ft 5 469 750 kWh 202 380 750 Ft
  1 év tisztítási költség   15 év tisztítási költség
  16 700 000 Ft   250 500 000 Ft
1 év költségmegtakarítás 30 192 050 Ft 15 év költségmegtakarítás 452 880 750 Ft

 

.
Minden jog fenntartva NanoPro Kft. 2017.