Hvers vegna sólarplötur þínar hata uppþvottasápu: Tæknileg djúp kafa í hreinsunarefnafræði

Að þrífa PV kerfi sólarplötur virðist almennt mjög einfalt fyrir marga eigendur sólarplötur vegna augljósrar röksemdar á bak við það. Óhreinar plötur framleiða almennt meira afl en hreinar plötur einfaldlega vegna þess að þær hafa minna af óhreinindum og framleiða því minna afl en upprunalegt ástand þeirra áður en þær verða óhreinar, og því ætti að þrífa þær með venjulegu heimilisþvottaefni eins og uppþvottasápu að færa plöturnar aftur í upprunalegt afköst. Rannsóknir sem gerðar hafa verið við háskólann í Turku í Finnlandi hafa hins vegar komist að óvæntri niðurstöðu varðandi þá vöru sem flestir leita ósjálfrátt að eftir að hafa hreinsað sólarplötur sínar; uppþvottasápa getur í raun gert hið gagnstæða við það sem þú vilt ná, og með því getur það dregið enn frekar úr framleiðslunni.

Þessi niðurstaða er mikilvæg umfram það að vera bara neðanmálsgrein; það mun þjóna sem mikilvægur lærdómur fyrir þá sem munu viðhalda PV kerfum sínum í framtíðinni. Nánar tiltekið sýnir þessi niðurstaða hvernig skilja verður samspil eðlisfræði ljóss og yfirborðsefnafræði til að viðhalda hvers kyns PV kerfisefni á réttan hátt.

Húðun á sólarrafhlöðum gegnir mjög mikilvægu hlutverki þar sem hún kemur í veg fyrir að sólarljós endurkastist af yfirborði spjaldsins; án húðunar myndu um það bil fjögur prósent af innfallsljósinu endurkastast af yfirborði spjaldsins; þess vegna, án húðunarinnar, væri verulegt tap á ljóseindum frá því að hægt væri að breyta sólarsellunum í rafstraum. Húðin er mjög þunn (oft mæld í nanómetrum) og sjónhæfni hennar verður aðeins ósnortinn ef yfirborð spjaldsins er haldið á mjög nákvæmum staðli.

Þegar þú bætir sápu við þessa jöfnu ertu ekki einfaldlega að bæta sápu við vatnið og sápuna. Þú ert að búa til flókna lausn af yfirborðsvirkum efnum, fituhreinsiefnum, ilmefnum, rotvarnarefnum og oft natríumklóríði (salti) sem þykkingarefni. Þó að þessi efni virki vel til að leysa upp fitu á plötum, þegar þau eru notuð á manngert -and-- endurskinsflöt getur verið mun flóknara samspil.

Vísindamennirnir Julianna Varjopuro og Kati Miettunen við háskólann í Turku hafa framkvæmt röð prófana á ljósglersýni í finnskri rannsókn. Rannsakendur báru saman uppþvottasápu við ýmis önnur hreinsiefni, þar á meðal etanól, asetón, ísóprópanól, sérstakt þvottaefni sem er sérstaklega gert til að þrífa sólarplötur og algengt gluggahreinsiefni. Tvær mismunandi prófunaraðferðir voru notaðar; sú fyrsta fól í sér að hreinsa sýnin með því að bleyta þau í hinum ýmsu hreinsiefnum í langan tíma; annað fól í sér vöxt þörunga á gleryfirborðinu til að endurtaka raunverulegar hreinsunaraðstæður. Ljós frá miklum fjölda bylgjulengdasviða var mælt með litrófsmæli til að sjá hversu mikið ljós barst eftir hverja hreinsunaraðferð. Niðurstöðurnar voru skýrar-.

Á hreinu gleri héldu flestar vörur annað hvort ljósgeislun eða bættu ljósgeislunina lítillega. Uppþvottasápa dró hins vegar úr smiti um u.þ.b. 1%. Á gleri sem hafði verið óhreint með þörungum og síðan hreinsað jókst mismunurinn: uppþvottasápa skildi eftir sig viðvarandi smittap upp á næstum 4% miðað við rétt hreinsað yfirborð. Þetta þýðir beint í raforkuframleiðslu-3–4% minnkunar á orkuframleiðslu, einfaldlega vegna þess að rangt þvottaefni er notað.

Það sem skiptir sköpum var að smásæ greining leiddi í ljós að -endurskinshúðin sjálf var ekki líkamlega niðurbrotin eða ætuð. Málið var ekki varanlegt tjón heldur þrálátar leifar. Uppþvottasápa skildi eftir sig filmu sem, þótt hún væri ósýnileg með berum augum, nægði til að breyta sjónrænum eiginleikum glersins. Jafnvel ítarleg skolun tókst ekki að endurheimta upprunalega sendingarstigið að fullu.

Af hverju hegðar sér uppþvottasápa öðruvísi en önnur hreinsiefni? Svarið liggur í efnasamsetningu þess. Uppþvottasápur eru hannaðar til að loðast við yfirborð-þess vegna lyfta þær fitu af plötum á áhrifaríkan hátt en þurfa einnig vandlega skolun. Þau innihalda oft yfirborðsvirk efni sem skilja eftir sig vatnssækna eða vatnsfælna filmu, allt eftir formúlunni.

Þegar þær eru settar á -endurskinsgler fylla þessar leifar smásæjar svitaholur húðarinnar eða búa til einsleita filmu sem breytir brotstuðul á yfirborðinu. Anti-endurskinshúðin virkar með því að skapa hægfara umskipti á brotstuðul milli lofts og glers. Sérhvert aðskotaefni sem sett er á það truflar þennan halla og endurheimtir í raun endurkaststapið sem húðunin var hönnuð til að útrýma.

Ólíkt ísóprópýlalkóhóli og faglegum glerhreinsiefnum eru etanól og asetón einnig mjög áhrifarík, en þú þarft að nota þau með varúð miðað við möguleika þeirra á að valda efnahvörfum við ramma- eða þéttiefni. Þessi rannsókn hefur sýnt fram á að öll þessi rokgjörnu hreinsiefni og sérhæfðu-vörur sem ætlaðar eru til PV-hreinsunar skemmdu ekki sjónræna frammistöðu.

Sem afleiðing af þessum niðurstöðum eru hér nokkrar ráðleggingar fyrir bæði íbúðar- og atvinnuljósakerfiseigandann:

Forðastu algjörlega að nota uppþvottasápu.Þó að sólarrafhlöður geti virst hreinar eftir-notkun með uppþvottasápu skilur sápan eftir sig ósýnilega leifar sem mun halda áfram að hindra frammistöðu þar til hún er fjarlægð náttúrulega með veðrun (rigning, útfjólubláum og vindi). Á sumum svæðum í heiminum þar sem úrkoma er lítil, eins og í suðvesturhluta Bandaríkjanna, geta þvottaefnisleifarnar verið á einingar í allt að 6 mánuði.

Notaðu aðeins ráðlagðar hreinsiefni.Hreinsivörur sem innihalda ísóprópýlalkóhól (venjulega 70% styrkur eða hærri) eða vörur sem eru markaðssettar sérstaklega til að þrífa gler en innihalda engin áhöld eða vaxefni eru örugg í notkun. Til að nota-lausnir til að þrífa sólarrafhlöður gætu verið hærra verð; Hins vegar hefur efnafræðin í slíkum vörum verið sérstaklega þróuð til notkunar á and-endurskinshúð.

Notaðu hágæða vatn sem mögulegt er þegar þú notar vatn eitt og sér.Helst ættir þú að nota afjónað eða eimað vatn. Ef þú notar kranavatn til að hreinsa, skilur þú eftir steinefnaleifar á sólareiningunni og þessar leifar gætu safnast upp yfirvinnu og takmarkað magn ljóss sem berst um það svæði.

Íhugaðu vélrænar aðferðir vandlega.Mjúkir burstar eða squeegees eru ásættanlegir; slípiefni geta rispað glerið eða húðunina og valdið varanlegum skemmdum sem eru ótengdir hreinsunarefnafræði.

Finnska rannsóknin styður samhliða rannsóknir sem framkvæmdar eru af Fraunhofer Center for Silicon Photovoltaics í Þýskalandi, sem báðar hafa sýnt að margar af algengustu hreinsilausnum munu valda langtímaskemmdum á-endurskinshúðinni á sólarrafhlöðum. Samanlagt sýna þeir fram á vaxandi viðurkenningu innan iðnaðarins að viðhaldsaðgerðir eiga sér ekki stað í tómarúmi; sem slík munu þau hafa áhrif á endingu sólarrafhlöðu sem byrjar með uppsetningu kerfis.

3–4% tap á skilvirkni vegna óviðeigandi hreinsunar gæti ekki hljómað skelfilegt í augum áhorfenda. Fyrir atvinnuuppsetningu sem framleiðir þúsundir kílóvattstunda-árlega, er það hins vegar þýðingarmikið fjárhagslegt tap með tímanum. Fyrir íbúðakerfi getur það þýtt muninn á því að uppfylla væntingar um orku og að velta því fyrir sér hvers vegna framleiðslan virðist vera minni en nærliggjandi mannvirki.

Freistingin að nota það sem þegar er undir eldhúsvaskinum er skiljanlegt. En eins og þessi rannsókn sýnir, þá kostar þægindin kostnað. Að velja rétta hreinsiefni krefst ekki sérhæfðrar þjálfunar-aðeins meðvitundar. Og í sólarorku, þar sem framlegð og-afköst skipta máli, hafa svo litlar ákvarðanir mælanlegar afleiðingar.