Degradacja mocy paneli fotowoltaicznych od zabrudzenia to spadek generowanej energii elektrycznej spowodowany warstwą kurzu, pyłków lub odchodów ptasich blokującą część promieniowania słonecznego docierającego do ogniw.
W odróżnieniu od naturalnej, nieodwracalnej degradacji ogniw związanej ze starzeniem się materiału, degradacja od zabrudzenia jest w pełni odwracalna poprzez regularne czyszczenie paneli — dlatego warto ją monitorować jako łatwy do wyeliminowania czynnik obniżający wydajność instalacji.
Skąd bierze się zabrudzenie paneli
Panele fotowoltaiczne montowane są zwykle na dachach lub gruntowych konstrukcjach wystawionych na działanie warunków atmosferycznych przez cały rok, co sprzyja gromadzeniu się na ich powierzchni różnego rodzaju zanieczyszczeń: kurzu i pyłu unoszącego się z otoczenia (szczególnie w pobliżu dróg, pól uprawnych lub terenów przemysłowych), pyłków roślin w okresie wiosennym, odchodów ptasich, a w niektórych regionach także osadu z pyłu węglowego czy sadzy. Warstwa zanieczyszczeń, nawet pozornie niewielka, ogranicza ilość promieniowania słonecznego docierającego do ogniw fotowoltaicznych, co bezpośrednio przekłada się na niższą produkcję energii elektrycznej.
Szczególnie istotne są zabrudzenia punktowe, jak odchody ptasie — mogą one całkowicie blokować pojedyncze ogniwo w module, co przy niektórych typach instalacji prowadzi do znacznie większego spadku mocy całego stringu paneli niż wynikałoby to z samej wielkości zabrudzonej powierzchni (efekt tzw. hot spot).
Jak monitorować i ograniczać ten rodzaj degradacji
Spadek produkcji energii z powodu zabrudzenia można zaobserwować, porównując rzeczywistą produkcję instalacji z wartościami oczekiwanymi dla danego nasłonecznienia — nowoczesne systemy monitoringu falowników pozwalają śledzić ten wskaźnik na bieżąco. W praktyce przyjmuje się, że regularne czyszczenie paneli, wykonywane zwykle raz lub dwa razy w roku (częściej w lokalizacjach o dużym zapyleniu), pozwala utrzymać stratę mocy z powodu zabrudzenia na minimalnym poziomie.
Czynniki wpływające na tempo zabrudzenia
Tempo, w jakim panele się zabrudzają, zależy od kilku czynników: kąta nachylenia instalacji (płaskie panele zbierają więcej osadu niż mocno nachylone, po których część zanieczyszczeń spłukuje deszcz), lokalizacji (bliskość dróg, pól uprawnych, terenów przemysłowych czy obecność drzew, z których spadają liście i pyłki), a także częstotliwości opadów naturalnie oczyszczających powierzchnię. W regionach o niskim opadzie deszczu lub przy bardzo płaskim montażu instalacji zabrudzenie kumuluje się szybciej i wymaga częstszej interwencji niż w typowych warunkach.
Instalacje montowane w pobliżu miejsc bytowania ptaków (np. blisko drzew czy linii energetycznych) są też bardziej narażone na lokalne, silne zabrudzenia odchodami, które — w odróżnieniu od równomiernej warstwy kurzu — mogą powodować nieproporcjonalnie duży spadek mocy pojedynczego modułu względem powierzchni, jaką faktycznie zajmują.
Degradacja od zabrudzenia a naturalne starzenie się ogniw
Warto rozróżnić dwa zupełnie różne zjawiska, które w praktyce bywają mylone. Naturalna degradacja ogniw fotowoltaicznych to powolny, nieodwracalny spadek wydajności wynikający ze starzenia się materiałów półprzewodnikowych i uszczelnień modułu — postępuje przez cały okres eksploatacji instalacji i jest uwzględniana w gwarancjach producenta jako oczekiwany, stopniowy spadek mocy w kolejnych latach. Degradacja od zabrudzenia to zjawisko zewnętrzne, niezwiązane ze starzeniem się samego ogniwa — powstaje szybko, może sięgać nawet kilkunastu procent utraty mocy przy mocno zabrudzonej instalacji, ale całkowicie znika po umyciu powierzchni. Dla właściciela instalacji praktyczne znaczenie ma przede wszystkim ten drugi rodzaj degradacji, ponieważ to on poddaje się bezpośredniej kontroli poprzez regularne czyszczenie, w odróżnieniu od nieuniknionego starzenia się materiału.
Ekonomiczny aspekt regularnego czyszczenia
Decyzja o częstotliwości czyszczenia instalacji fotowoltaicznej powinna uwzględniać relację między kosztem usługi czyszczenia a wartością odzyskanej produkcji energii. W instalacjach o dużej mocy, gdzie nawet kilkuprocentowy spadek wydajności przekłada się na wymierną kwotę utraconej energii miesięcznie, regularne czyszczenie zwykle szybko się zwraca. W mniejszych instalacjach przydomowych korzyść bywa mniej oczywista, dlatego warto opierać decyzję na obserwacji rzeczywistej produkcji energii w danym okresie, a nie wyłącznie na wizualnej ocenie stopnia zabrudzenia paneli — nawet niewielka, równomierna warstwa kurzu może mieć większy wpływ na wydajność, niż wynikałoby to z samego wyglądu powierzchni.
Częstym błędem jest mycie paneli fotowoltaicznych zwykłą wodą pod wysokim ciśnieniem lub ogólnodostępnymi środkami do szyb — mogą one pozostawiać zacieki, rysować powłokę antyrefleksyjną panelu lub, przy nieodpowiedniej temperaturze wody, powodować naprężenia termiczne w szkle.
Do czyszczenia paneli warto stosować preparaty dedykowane tego typu powierzchniom, o neutralnym pH i niepozostawiające smug, dobrane pod kątem twardości wody użytej do mycia. Więcej praktycznych wskazówek dotyczących doboru sprzętu i harmonogramu czyszczenia znajduje się w powiązanym poradniku poniżej.
Najczęściej zadawane pytania
Czy degradację mocy paneli od zabrudzenia da się cofnąć?
Tak, w odróżnieniu od naturalnego starzenia się ogniw, spadek wydajności spowodowany zabrudzeniem jest w pełni odwracalny poprzez regularne czyszczenie powierzchni paneli.