Table of Contents
Η επίδραση της φθινοπωρινής και χειμερινής περιόδου στα φωτοβολταϊκά συστήματα συχνά υποτιμάται. Τα πεσμένα φύλλα, τα περιττώματα πουλιών, η σκόνη, η χαμηλή γωνία ηλιακής ακτινοβολίας, το χιόνι και οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας δεν επηρεάζουν μόνο την απόδοση των πάνελ, αλλά μπορεί να δημιουργήσουν και κινδύνους ασφαλείας. Αν δεν αντιμετωπιστούν σωστά, τα προβλήματα αυτά αυξάνουν το κόστος συντήρησης και μειώνουν τη διάρκεια ζωής των μονάδων. Το άρθρο αυτό συνοψίζει έξι συνηθισμένα ζητήματα που επηρεάζουν τα ηλιακά πάνελ το φθινόπωρο και τον χειμώνα και παρουσιάζει βασικά σημεία προστασίας που μπορούν να ενσωματωθούν ήδη από τον σχεδιασμό και τη λειτουργία των έργων.
Σκίαση από φύλλα
Κατά τη διάρκεια του φθινοπώρου, τα πεσμένα φύλλα αποτελούν μία από τις πιο συνηθισμένες απειλές για τα φωτοβολταϊκά πάνελ. Στέγες ή επίγειες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις που περιβάλλονται από δέντρα είναι ιδιαίτερα επιρρεπείς στη συσσώρευση φύλλων στην επιφάνεια των πάνελ. Ακόμη και η μερική κάλυψη λίγων κυψελών μπορεί να προκαλέσει ανισοκατανομή ρεύματος και να οδηγήσει σε κίνδυνο εμφάνισης θερμών σημείων (hot spots). Με την κλιματική αλλαγή και την αύξηση των ακραίων καιρικών φαινομένων, το πρόβλημα αυτό είναι πιο έντονο σε πολλές ευρωπαϊκές πόλεις και βιομηχανικές περιοχές.
Η πιο άμεση μέθοδος προστασίας είναι ο τακτικός καθαρισμός, ώστε η επιφάνεια των πάνελ να παραμένει καθαρή. Για έργα που περιβάλλονται από δέντρα, μπορεί να εξεταστεί το κλάδεμα ορισμένων κλαδιών, καθώς αυτό όχι μόνο μειώνει τη σκίαση από τα φύλλα στο φωτοβολταϊκό σύστημα, αλλά συμβάλλει και στη διατήρηση της υγείας των δέντρων για τα επόμενα χρόνια. Επιπλέον, ήδη από τη φάση σχεδιασμού, ο σωστός καθορισμός της κλίσης των πάνελ και η πρόβλεψη καναλιών αποστράγγισης μπορούν να περιορίσουν τη μακροχρόνια παραμονή των φύλλων, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο που προκαλεί η σκίαση.
Περιττώματα πουλιών και σκόνη
Η σκόνη μπορεί να ανακλά, να διαχέει και να απορροφά την ηλιακή ακτινοβολία, μειώνοντας έτσι τη διαπερατότητα του φωτός και την απόδοση ολόκληρου του φωτοβολταϊκού συστήματος. Η άνιση κάλυψη από σκόνη στα φωτοβολταϊκά πάνελ προκαλεί επίσης ανομοιόμορφη έκθεση στην ακτινοβολία, οδηγώντας σε χαμηλότερη απόδοση. Κατά το φθινόπωρο και τον χειμώνα, η αυξημένη υγρασία ευνοεί την προσκόλληση ρύπων για μεγαλύτερο διάστημα, ενώ οι μειωμένες βροχοπτώσεις περιορίζουν το φυσικό καθάρισμα, καθιστώντας την συντήρηση πιο δύσκολη. Επιπλέον, το φθινόπωρο αποτελεί περίοδο μετανάστευσης και συγκέντρωσης πουλιών· σε στέγες πόλεων και αγροτικών περιοχών η δραστηριότητά τους είναι πιο έντονη, αυξάνοντας τον κίνδυνο ρύπανσης. Αν δεν γίνεται τακτικός καθαρισμός, οι εναποθέσεις αυτές μειώνουν τη διέλευση του φωτός, περιορίζουν την απόδοση και μπορεί να προκαλέσουν τοπικά θερμά σημεία (hot spots).
Για τη μείωση των κινδύνων συνιστάται ο τακτικός καθαρισμός, κατά προτίμηση με χαμηλής πίεσης νερό ή με μαλακή βούρτσα, ώστε να αποφευχθούν μικρορωγμές από θερμικό σοκ. Σε έργα με σοβαρότερη ρύπανση, μπορεί να τοποθετηθεί οικολογικό δίχτυ κατά των πουλιών στις άκρες των πάνελ, ώστε να αποτραπεί η φωλεοποίηση και η συσσώρευση υλικών. Στις μεγάλες φωτοβολταϊκές εγκαταστάσεις, η χρήση αυτόματων συστημάτων καθαρισμού ή απλών υδροβούρτσων μπορεί επίσης να περιορίσει τις απώλειες απόδοσης που προκαλεί η σκόνη και να ενισχύσει την αξιοπιστία των ηλιακών πάνελ.
Χαμηλή γωνία ηλιακής ακτινοβολίας
Με την είσοδο στο φθινόπωρο και τον χειμώνα, το ύψος του ήλιου μειώνεται αισθητά και η διάρκεια της ηλιοφάνειας μικραίνει. Η ποσότητα φωτός που δέχονται τα φωτοβολταϊκά πάνελ μειώνεται και η απόδοση παραγωγής επηρεάζεται. Το φαινόμενο είναι πιο έντονο σε περιοχές με υψηλότερο γεωγραφικό πλάτος· σε αστικό περιβάλλον, οι σκιές από κτίρια ή δέντρα γίνονται πιο έντονες στη χαμηλή γωνία ηλιακής ακτινοβολίας, μειώνοντας περαιτέρω την απόδοση του φωτοβολταϊκού συστήματος.
Στην αρχική φάση ενός έργου, συνιστάται η αποφυγή εγκατάστασης σε χώρους με πολλά γύρω κτίρια, κολώνες ή δέντρα, και η σωστή ρύθμιση της κλίσης των πάνελ ανάλογα με το γεωγραφικό πλάτος, ώστε να μειωθεί η εποχική σκίαση. Για έργα που είναι ήδη εγκατεστημένα, εάν ο χώρος είναι περιορισμένος ή υπάρχει σκίαση, μπορούν να χρησιμοποιηθούν μικρο-αντιστροφείς ή βελτιστοποιητές ισχύος ώστε να περιοριστεί η απώλεια από τοπικές σκιές. Όπου είναι εφικτό, η εισαγωγή συστημάτων παρακολούθησης ενός ή δύο αξόνων μπορεί επίσης να βελτιώσει την παραγωγή σε συνθήκες χαμηλής γωνίας και να ενισχύσει τη συνολική αξιοπιστία.
Κάλυψη από χιόνι
Τον χειμώνα, το χιόνι μπορεί να καλύψει για μεγάλο χρονικό διάστημα την επιφάνεια των ηλιακών πάνελ, προκαλώντας όχι μόνο διακοπή της παραγωγής, αλλά και αύξηση του φορτίου στις βάσεις στήριξης και στη στέγη. Στη Γερμανία, την Πολωνία και σε άλλες περιοχές με έντονες χιονοπτώσεις, ο κίνδυνος αυτός είναι ιδιαίτερα αυξημένος. Ακόμα και σε περιοχές με σπάνιες χιονοπτώσεις, μια έντονη καταιγίδα χιονιού μπορεί να οδηγήσει σε προσωρινή διακοπή. Ακόμα πιο σοβαρή είναι η περίπτωση χιονόνερου ή παγετού, που σχηματίζει σκληρό στρώμα πάγου πάνω στα πάνελ, εμποδίζοντας την ακτινοβολία και αυξάνοντας την καταπόνηση της κατασκευής.
Στο στάδιο σχεδιασμού, είναι προτιμότερο να επιλεγούν βάσεις με υψηλή αντοχή και να εξεταστεί η χρήση διπλού γυαλιού για μεγαλύτερη αξιοπιστία και ανθεκτικότητα. Για ήδη εγκατεστημένα έργα, πρέπει να υπάρχει σχέδιο συντήρησης για τον χειμώνα: μετά από έντονες χιονοπτώσεις να γίνεται έγκαιρη απομάκρυνση του χιονιού ή να αξιοποιείται η κλίση των πάνελ για φυσική απορροή. Σε περιοχές με συχνές χιονοπτώσεις μπορεί να προστεθεί απλό σύστημα θέρμανσης ή βοηθητικές λύσεις αποπάγωσης ώστε να αποφευχθεί μακροχρόνια διακοπή παραγωγής. Σε περίπτωση πάγου, πρέπει να αποφεύγεται η χρήση σκληρών αντικειμένων ή μεταλλικών εργαλείων· συνιστάται χλιαρό νερό ή αναμονή μέχρι την άνοδο της θερμοκρασίας για να προστατευθεί η γυάλινη επιφάνεια των φωτοβολταϊκών πάνελ.
Χαμηλές θερμοκρασίες και θερμική διαστολή
Το φθινόπωρο και τον χειμώνα η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ημέρας και νύχτας είναι έντονη. Τα φωτοβολταϊκά πάνελ σε ψυχρό περιβάλλον υφίστανται συχνούς κύκλους διαστολής και συστολής, γεγονός που ασκεί επιπλέον καταπόνηση στα πλαίσια, στις στρώσεις εγκιβωτισμού και στο γυαλί. Ιδιαίτερα τις πρωινές ώρες, στην επιφάνεια των μονάδων συχνά σχηματίζεται πάχνη ή λεπτός πάγος, που λιώνει γρήγορα με την ανατολή του ήλιου, δημιουργώντας επαναλαμβανόμενους κύκλους ψύξης και τήξης. Αυτό το περιβάλλον επιταχύνει τη γήρανση του εγκιβωτισμού, προκαλεί μικρορωγμές ή διείσδυση υγρασίας και μειώνει τη μακροχρόνια αξιοπιστία του φωτοβολταϊκού συστήματος.
Για τη μείωση των κινδύνων, πέρα από τους τακτικούς ελέγχους για ρωγμές ή διαρροές, μπορούν να εφαρμοστούν επιπλέον μέτρα. Μεταξύ αυτών: δευτερογενής σφράγιση των πλαισίων και των ενώσεων ώστε να αποτραπεί η εξάπλωση μικρορωγμών· βελτίωση του αερισμού στο πίσω μέρος ώστε να μειωθεί η συσσώρευση θερμικών διαφορών· σε ορισμένα έργα, χρήση υδροφοβικών ή αντιπαγετικών επιστρώσεων που περιορίζουν την προσκόλληση πάχνης και μειώνουν την καταπόνηση στο γυαλί και στον εγκιβωτισμό. Αυτά τα μέτρα επιβραδύνουν αποτελεσματικά τη φθορά από τις θερμικές διαστολές και διασφαλίζουν τη σταθερή λειτουργία κατά τη διάρκεια του χειμώνα.
Ηλεκτρικοί κίνδυνοι και θερμά σημεία
Όλα τα προβλήματα που αντιμετωπίζουν τα ηλιακά πάνελ το φθινόπωρο και τον χειμώνα – φύλλα, περιττώματα πουλιών, χιόνι ή θερμική διαστολή – τελικά εκδηλώνονται στο ηλεκτρικό επίπεδο. Η μερική σκίαση ή ρύπανση των κυψελών οδηγεί σε άνιση κατανομή ρεύματος, προκαλώντας το φαινόμενο των θερμών σημείων (hot spots). Μακροπρόθεσμα αυτό δεν μειώνει μόνο την απόδοση παραγωγής και τη διάρκεια ζωής των πάνελ, αλλά μπορεί να προκαλέσει σοβαρότερες βλάβες όπως καψίματα στο πίσω φύλλο, αποκόλληση ταινιών συγκόλλησης ή ακόμη και ρωγμές στο γυαλί.
Για τη μείωση των κινδύνων, είναι απαραίτητο στο στάδιο του σχεδιασμού να τοποθετούνται σωστά οι διόδοι παράκαμψης, ώστε να εκτρέπεται το ρεύμα σε περίπτωση μερικής σκίασης και να αποφεύγεται η υπερθέρμανση. Στα ήδη λειτουργούντα συστήματα, η εγκατάσταση έξυπνων συστημάτων παρακολούθησης ή μικρο-αντιστροφέων επιτρέπει την ανίχνευση και τον εντοπισμό ανωμαλιών σε πραγματικό χρόνο. Σε συνδυασμό με τακτικό καθαρισμό και συντήρηση για τη μείωση της σκίασης από φύλλα, περιττώματα ή χιόνι, μπορούν να μειωθούν ουσιαστικά οι κίνδυνοι θερμών σημείων και να παραταθεί η διάρκεια ζωής των φωτοβολταϊκών πάνελ.
Οι περιβαλλοντικές προκλήσεις του φθινοπώρου και του χειμώνα είναι αναπόφευκτες, ωστόσο με σωστό σχεδιασμό και τακτική συντήρηση μπορούν να διατηρηθούν σε αποδεκτά επίπεδα. Για τις επιχειρήσεις, αυτό δεν αφορά μόνο την αποδοτικότητα του συστήματος, αλλά και τη μακροχρόνια αξιοπιστία και την απόδοση της επένδυσης.
Δείτε τα κατάλληλα μοντέλα για το έργο σας
Η Maysun Solar έχει ισχυρή παρουσία στην ευρωπαϊκή αγορά και προσφέρει σε συνεργάτες χονδρικής και διανομής μια ευρεία γκάμα μονάδων και αξιόπιστες προμήθειες, που περιλαμβάνουν τεχνολογίες IBC, TOPCon και HJT. Σύμφωνα με τις ανάγκες κάθε έργου, μπορούμε να παρέχουμε τις κατάλληλες φωτοβολταϊκές λύσεις, ώστε να εξασφαλίζεται σταθερή απόδοση και ελεγχόμενο κόστος, ακόμη και απέναντι στις προκλήσεις του χιονιού, των χαμηλών θερμοκρασιών και της σκίασης κατά την περίοδο φθινοπώρου και χειμώνα.
