Design rámu Anti-Dust snižuje přetrvávající znečištění a náklady na čištění komerčních solárních střech

Nahromadění prachu zůstává významným zdrojem ztráty výroby elektřiny pro fotovoltaické instalace po celém světě. Podle Programu pro fotovoltaické elektrárny (IEA PVPS) Mezinárodní energetické agentury (IEA) představuje znečištění přibližně 4–7 % globálních ztrát energie PV. Pro solární operátory může špína na povrchu modulů snížit výrobu elektřiny a zvýšit náklady na čištění. Rovněž snižuje předvídatelnost dlouhodobých energetických výnosů.

Problém je zvláště relevantní pro komerční a průmyslové střechy, kde nízké instalační úhly a místní environmentální podmínky mohou vést k přetrvávajícím nánosům. Ani pravidelný déšť nemusí solární moduly vždy udržet čisté. Výzkum ukazuje, že konvenční rámy modulů mohou zadržovat vodu a špínu podél svých spodních okrajů, čímž vytvářejí znečištěné pruhy, které blokují sluneční světlo a ovlivňují výrobu elektřiny.

Solární znečištění způsobuje celosvětově značné energetické ztráty

Během roku se na solární panely usazuje prach ze vzduchu a postupně vytváří vrstvu špíny na skle. Pyl a znečištění mohou problém zhoršit, zejména v zemědělských nebo průmyslových oblastech. Rozsah nahromadění se liší v závislosti na místních povětrnostních podmínkách a úhlu, pod kterým jsou moduly instalovány. Pravidelné čištění může pomoci udržet nánosy pod kontrolou.

Evropu ovlivňuje také prach přenášený na dlouhé vzdálenosti. Studie publikovaná v časopise Renewable Energy v lednu 2026 zkoumala události se saharským prachem v Portugalsku, Španělsku, Francii, Itálii a Řecku v letech 2019 až 2023. Výzkumníci zjistili, že výroba fotovoltaické energie klesla v průměru o 25–40 % během podmínek vysoké prašnosti, přičemž snížení přesáhlo 50 % během extrémních událostí.
Tyto údaje vyžadují důležité rozlišení. Saharský prach může snížit výrobu elektřiny ještě předtím, než se částice dostanou na solární modul. Prach suspendovaný v atmosféře omezuje dopadající sluneční světlo a může přispívat k tvorbě oblaků. Nánosy na skle vytvářejí samostatný problém, protože blokují sluneční světlo i po odeznění atmosférické události. Pro PV operátory se prach, který zůstává na skle po bouři, může stát dlouhodobějším problémem údržby.

Instalace s nízkým sklonem jsou náchylné k hromadění špíny podél okrajů modulů

Úhel solárního modulu ovlivňuje pohyb dešťové vody po jeho povrchu. U strmě nakloněných modulů může voda unášet volné částice směrem ke spodnímu okraji. Při nízkých úhlech je odtok méně účinný a špína s větší pravděpodobností zůstane na skle. Konvenční hliníkové rámy mohou k tomuto problému přispívat. Jejich spodní okraje často přesahují povrch skla a brání úplnému odtoku vody. Jak se zachycená voda odpařuje, zanechává za sebou částice. Opakované vystavení dešti a prachu ze vzduchu může postupně vytvořit koncentrovaný pruh špíny po celé spodní části modulu.

Studie publikovaná v Frontiers in Energy Research v roce 2021 zkoumala tyto znečištěné pruhy na komerčních a průmyslových střechách v Číně. Výzkumníci našli přetrvávající nánosy špíny i v Guangzhou, které přijímá kolem 1 800 milimetrů srážek ročně, což je více než dvojnásobek množství zaznamenaného v Hamburku. Navzdory častému dešti se špína nadále hromadila podél spodních okrajů modulů. Znečištěné pruhy se objevovaly po celý rok i v Xi'an, včetně deštivých letních měsíců.

Stejná studie zkoumala solární instalaci v Kaifengu mezi červnem a říjnem 2019. Výzkumníci zjistili, že hromadění špíny podél spodních okrajů modulů bylo spojeno s průměrným rozdílem 4,7 % maximálního elektrického proudu ve srovnání s čistým referenčním systémem. To ukazuje, že přetrvávající nánosy špíny ovlivňují výkon solárních panelů.
Zjištění jsou relevantní i pro komerční střechy v Evropě, kde jsou solární panely často instalovány pod nízkými úhly. Prach může být obzvláště problematický na budovách v blízkosti zemědělské půdy nebo rušných průmyslových oblastí.

Čištění solárních panelů zvyšuje provozní náklady a spotřebu vody

Čištění se stává nákladově efektivní, když hodnota získané elektřiny převýší náklady na práci. Vhodná frekvence se na různých místech výrazně liší. Střecha poblíž zemědělských polí může mít jiné podmínky než instalace v pobřežní nebo městské zástavbě.

Čištění velkých střešních solárních instalací může být nákladné, zejména pokud je přístup obtížný. Operátoři musí zvážit tyto náklady oproti hodnotě elektřiny, kterou by mohli získat zpět. Čištění také vyžaduje značné množství vody. V roce 2022 vědci z Massachusetts Institute of Technology (MIT) odhadli, že se celosvětově ročně použilo přibližně 38 miliard litrů vody na čištění solárních panelů. Podle MIT to stačí k pokrytí potřeb pitné vody až dvou milionů lidí.

Solární průmysl zkoumá alternativy, včetně robotických čisticích systémů a technologií, které odstraňují prach bez vody. Jiný přístup začíná u samotného solárního modulu. Změny v designu rámu mohou pomoci zabránit hromadění prachu a vody podél okrajů, čímž se umožní dešti přirozeně smýt více prachu.

Design rámu Anti-Dust snižuje zadržování vody a nečistot

Jedním ze způsobů, jak snížit přetrvávající nánosy nečistot, je změna tvaru rámu solárního modulu. Konvenční rámy mají často zvýšený okraj, který zachycuje dešťovou vodu a prach ve spodní části skla. Rám Anti-Dust odstraňuje tuto bariéru kratším spodním okrajem, který je v jedné rovině s povrchem skla. Dešťová voda může snadněji odtékat a odnášet s sebou volný prach.

Tento typ rámu se používá u modulů LONGi Guardian Anti-Dust. Design je obzvláště užitečný pro instalace s nízkým sklonem, kde voda odtéká pomaleji a špína se s větší pravděpodobností hromadí. Moduly lze stále instalovat pomocí standardních upínacích svorek.

Stejný design rámu má také Anti-Snow efekt. U konvenčních modulů může zvýšený spodní okraj rámu zadržovat sníh, když se začne tát a stékat po skle. Zapuštěný spodní okraj modulů LONGi Anti-Dust odstraňuje tuto překážku a podporuje přirozené sesouvání sněhu. To může pomoci dříve odkrýt povrch modulu po sněžení, ačkoli efekt závisí na úhlu střechy a povětrnostních podmínkách.

Dvě srovnávací video ukázky ilustrují tento efekt na různých designech solárních modulů, včetně technologie TOPCon. Obsahují dřívější modul LONGi Hi-MO X6 Anti-Dust, jehož design rámu je nyní k dispozici i v řadě Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust.

LONGi kombinuje design rámu Anti-Dust s vysoce výkonnou zadní kontaktní technologií a technologií Shading Optimizer

Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust kombinuje design rámu Anti-Dust společnosti LONGi s technologií zadního kontaktu HPBC 2.0, která pomáhá udržet výrobu energie i v případě znečištění nebo částečného zastínění modulu. Rám snižuje hromadění prachu podél spodního okraje a technologie článků pomáhá omezit ztráty výkonu, když části modulu přijímají méně slunečního světla. Řada poskytuje výkon až 670 W a účinnost modulu až 24,8 %.

Jádrem modulu je druhá generace technologie zadního kontaktu společnosti LONGi. HPBC 2.0 umisťuje všechny elektrické kontakty na zadní stranu solárních článků, čímž přední strana zůstává volná od kovových kontaktních linek, které se nacházejí u konvenčních modulů. To umožňuje dopadnout více slunečního světla na aktivní povrch článku. Křemíkové wafery TaiRay společnosti LONGi poskytují dodatečnou mechanickou pevnost, zatímco technologie zero-busbar (0BB) zkracuje cestu elektrického přenosu a snižuje ztráty výkonu.

HPBC 2.0 také pomáhá modulu udržet jeho výstupní výkon, když jednotlivé články přijímají méně slunečního světla. I malá oblast přetrvávajícího znečištění může zastínit část článku a ovlivnit výkon větší části modulu. Integrovaný Shading Optimizer společnosti LONGi omezuje tyto ztráty díky designu na úrovni článků, který umožňuje proudu protékat kolem postižených oblastí, aniž by okamžitě aktivoval obtokové diody modulu. To pomáhá udržet výrobu elektřiny a snižuje riziko nadměrného tepla v zastíněných článcích.

V srovnávacím testování Národním centrem pro dohled a inspekci kvality solárních fotovoltaických produktů Číny (CPVT) ztratil modul Hi-MO X10 v průměru 10,15 % svého výkonu, když byla zastíněna polovina jednoho článku. Testované moduly TOPCon ztratily za stejných podmínek 36,48 %. Modul Hi-MO X10 tak zaznamenal přibližně o 72 % nižší ztrátu výkonu v tomto testu.
Kombinace všech funkcí pomáhá zachovat energetický výnos, který má instalace dodat.

Finanční náklady prachu na komerčních solárních střechách

U komerčních solárních instalací mohou i relativně malé ztráty ve výrobě elektřiny mít časem finanční dopad. Například 1 MWp střešní systém s předpokládaným ročním výnosem 1 000 MWh by ztratil 30 MWh, pokud by znečištění snížilo jeho výkon o 3 %. Při hodnotě elektřiny 0,15 € za kWh by to představovalo ztrátu hodnoty elektřiny 4 500 € ročně.

Operátoři mohou část této elektřiny získat zpět čištěním, ale práce je spojena s náklady. Přístup na velké komerční střechy může být obzvláště nákladný. Znečištění tedy ovlivňuje ekonomiku projektu dvěma způsoby: ztrátou výroby a výdaji na udržování čistoty modulů. Oba tyto faktory ovlivňují vyrovnané náklady na elektřinu (LCOE) po celou dobu životnosti instalace.
To také ukazuje rostoucí význam specializovaných solárních modulů, které reagují na specifické environmentální a provozní podmínky. LONGi Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust je jedním z takových příkladů, protože jeho rám pomáhá dešťové vodě smývat nečistoty a jeho technologie zadního kontaktu omezuje ztráty výkonu způsobené částečným zastíněním.

Více informací o technologii a jejích technických specifikacích naleznete na stránce LONGi Anti-Dust.