Designul modulelor Anti-Dust reduce murdăria persistentă și costurile de curățare pe acoperișurile solare comerciale

Acumularea de praf reprezintă o sursă semnificativă de pierderi în generarea de energie electrică pentru instalațiile fotovoltaice la nivel mondial. Conform Programului de Sisteme Fotovoltaice (IEA PVPS) al Agenției Internaționale pentru Energie, murdăria este responsabilă pentru aproximativ 4-7% din pierderile globale de energie PV. Pentru operatorii solari, praful de pe suprafața modulelor poate reduce producția de electricitate și crește costurile de curățare. De asemenea, face ca randamentele energetice pe termen lung să fie mai imprevizibile.

Problema este deosebit de relevantă pentru acoperișurile comerciale și industriale, unde unghiurile reduse de instalare și condițiile de mediu locale pot duce la depuneri persistente. Nici măcar ploaia obișnuită nu reușește întotdeauna să mențină modulele solare curate. Cercetările arată că ramele convenționale ale modulelor pot reține apă și murdărie de-a lungul marginilor inferioare, creând benzi de murdărie care obstrucționează lumina solară și afectează producția de electricitate.

Murdăria solară cauzează pierderi substanțiale de energie la nivel mondial

Pe parcursul anului, praful din aer se depune pe panourile solare și formează treptat un strat de murdărie pe sticlă. Polenul și poluarea pot agrava problema, în special în zonele agricole sau industriale. Gradul de acumulare variază în funcție de condițiile meteorologice locale și de unghiul la care sunt instalate modulele. Curățarea regulată poate ajuta la menținerea sub control a depunerilor.

Europa este, de asemenea, afectată de praful transportat pe distanțe lungi. Un studiu publicat în Renewable Energy în ianuarie 2026 a examinat evenimentele cu praf din Sahara în Portugalia, Spania, Franța, Italia și Grecia între 2019 și 2023. Cercetătorii au constatat că producția fotovoltaică a scăzut cu o medie de 25-40% în timpul condițiilor de praf intens, cu reduceri de peste 50% în timpul evenimentelor extreme. Aceste cifre necesită o distincție importantă. Praful din Sahara poate reduce generarea de electricitate înainte ca particulele să ajungă la un modul solar. Praful suspendat în atmosferă limitează lumina solară incidentă și poate contribui la formarea norilor. Depunerile pe sticlă creează o problemă separată, deoarece continuă să obstrucționeze lumina solară după ce evenimentul atmosferic a trecut. Pentru operatorii PV, praful care rămâne pe sticlă după o furtună poate deveni o problemă de întreținere pe termen mai lung.

Instalațiile cu înclinație mică sunt vulnerabile la acumularea de murdărie de-a lungul marginilor modulelor

Unghiul unui modul solar influențează mișcarea apei de ploaie pe suprafața sa. La modulele cu înclinație mare, apa poate transporta particulele libere către marginea inferioară. La unghiuri mici, scurgerea este mai puțin eficientă, iar murdăria are o probabilitate mai mare de a rămâne pe sticlă. Ramele convenționale din aluminiu pot contribui la această problemă. Marginile lor inferioare depășesc adesea suprafața sticlei și împiedică drenarea completă a apei. Pe măsură ce apa prinsă se evaporă, lasă particulele în urmă. Expunerea repetată la ploaie și praf din aer poate crea treptat o bandă concentrată de murdărie pe partea inferioară a modulului.

Un studiu publicat în Frontiers in Energy Research în 2021 a investigat aceste benzi de murdărie pe instalații solare de pe acoperișuri comerciale și industriale din China. Cercetătorii au găsit depuneri persistente de murdărie chiar și în Guangzhou, care primește aproximativ 1.800 mm de precipitații anual, mai mult decât dublu față de cantitatea înregistrată în Hamburg. În ciuda ploilor frecvente, murdăria a continuat să se acumuleze de-a lungul marginilor inferioare ale modulelor. Benzile de murdărie au apărut, de asemenea, pe tot parcursul anului în Xi'an, inclusiv în lunile ploioase de vară.

Același studiu a examinat o instalație solară în Kaifeng între iunie și octombrie 2019. Cercetătorii au constatat că acumularea de murdărie de-a lungul marginilor inferioare ale modulelor a fost asociată cu o diferență medie de 4,7% în curentul electric maxim, comparativ cu sistemul de referință curat. Acest lucru arată că depunerile persistente de murdărie afectează performanța panourilor solare. Constatările sunt relevante și pentru acoperișurile comerciale din Europa, unde panourile solare sunt adesea instalate la unghiuri mici. Praful poate fi o problemă deosebită pe clădirile din apropierea terenurilor agricole sau a zonelor industriale aglomerate.

Curățarea panourilor solare adaugă costuri operaționale și consum de apă

Curățarea devine rentabilă atunci când valoarea electricității recuperate depășește costul lucrării. Frecvența adecvată variază foarte mult în funcție de locație. Un acoperiș din apropierea câmpurilor agricole poate prezenta condiții diferite față de o instalație într-un mediu de coastă sau urban.

Curățarea instalațiilor solare mari de pe acoperișuri poate fi costisitoare, mai ales atunci când accesul este dificil. Operatorii trebuie să cântărească aceste costuri în raport cu valoarea electricității pe care o pot recupera. Curățarea necesită, de asemenea, cantități substanțiale de apă. În 2022, cercetători de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) au estimat că aproximativ 38 de miliarde de litri de apă au fost utilizați anual la nivel mondial pentru curățarea panourilor solare. Potrivit MIT, aceasta este suficientă pentru a satisface nevoile de apă potabilă a până la două milioane de oameni.

Industria solară explorează alternative, inclusiv sisteme robotizate de curățare și tehnologii care elimină praful fără apă. O altă abordare începe cu modulul solar în sine. Modificările designului cadrului pot ajuta la prevenirea acumulării de praf și apă de-a lungul marginilor, permițând ploii să spele mai mult praf în mod natural.

Designul cadrului Anti-Dust reduce acumularea de apă și murdărie

O modalitate de a reduce depunerile persistente de murdărie este modificarea formei cadrului modulului solar. Cadrurile convenționale au adesea o margine ridicată care captează apa de ploaie și praful la baza sticlei. Un cadru Anti-Dust elimină această barieră printr-o margine inferioară mai scurtă, aliniată la suprafața sticlei. Apa de ploaie se poate scurge mai ușor și poate transporta murdăria liberă cu ea.

Acest tip de cadru este utilizat în modulele Guardian Anti-Dust de la LONGi. Designul este deosebit de util pentru instalațiile cu înclinație mică, unde apa se scurge mai lent și murdăria are o probabilitate mai mare de a se acumula. Modulele pot fi totuși instalate cu cleme de montaj standard.

Același design de cadru are și un efect Anti-Zăpadă. Pe modulele convenționale, marginea inferioară ridicată a cadrului poate reține zăpada pe măsură ce începe să se topească și să curgă pe sticlă. Marginea inferioară aliniată a modulelor LONGi Anti-Dust elimină acest obstacol și sprijină auto-evacuarea naturală a zăpezii. Acest lucru poate ajuta la expunerea mai rapidă a suprafeței modulului după ninsoare, deși efectul depinde de unghiul acoperișului și de condițiile meteorologice.

Două demonstrații comparative video ilustrează acest efect pe diferite modele de module solare, inclusiv tehnologia TOPCon. Prezintă modulul Hi-MO X6 Anti-Dust anterior de la LONGi, al cărui design de cadru este acum disponibil și în seria Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust.

LONGi combină designul cadrului Anti-Dust cu tehnologia de contact invers de înaltă performanță și tehnologia Shading Optimizer

Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust combină designul cadrului Anti-Dust de la LONGi cu tehnologia de contact invers HPBC 2.0 pentru a menține producția de energie chiar și atunci când murdăria sau umbrirea parțială afectează modulul. Cadrul reduce acumularea de praf de-a lungul marginii inferioare, iar tehnologia celulelor limitează pierderile de putere atunci când părți ale modulului primesc mai puțină lumină solară. Seria oferă o putere de până la 670 W și o eficiență a modulului de până la 24,8%.

În centrul modulului se află tehnologia de contact invers de a doua generație de la LONGi. HPBC 2.0 plasează toate contactele electrice pe partea din spate a celulelor solare, lăsând fața liberă de liniile de contact metalice prezente pe modulele convenționale. Acest lucru permite mai multă lumină solară să ajungă la suprafața activă a celulei. Plăcuțele de siliciu TaiRay de la LONGi oferă rezistență mecanică suplimentară, în timp ce tehnologia zero-busbar (0BB) scurtează calea de transmisie electrică și reduce pierderile de putere.

HPBC 2.0 ajută, de asemenea, modulul să își mențină ieșirea atunci când celulele individuale primesc mai puțină lumină solară. Chiar și o mică zonă de murdărie persistentă poate umbri o parte dintr-o celulă și poate afecta performanța unei secțiuni mai mari a modulului. Shading Optimizer integrat de la LONGi limitează aceste pierderi printr-un design la nivel de celulă care permite curentului să circule în jurul zonelor afectate fără a activa imediat diodele de bypass ale modulului. Acest lucru ajută la menținerea generării de electricitate și reduce riscul de supraîncălzire în celulele umbrite.

În teste comparative efectuate de Centrul Național de Supraveghere și Inspecție a Calității Produselor Solare Fotovoltaice din China (CPVT), un modul Hi-MO X10 a pierdut în medie 10,15% din puterea sa atunci când jumătate dintr-o celulă a fost umbrită. Modulele TOPCon testate au pierdut 36,48% în aceleași condiții. Prin urmare, Hi-MO X10 a înregistrat o pierdere de putere cu aproximativ 72% mai mică în acest test. Combinația tuturor caracteristicilor ajută la păstrarea randamentului energetic pentru care a fost proiectată instalația.

Costul financiar al prafului pe acoperișurile solare comerciale

Pentru instalațiile solare comerciale, chiar și pierderi relativ mici în producția de electricitate pot avea un impact financiar în timp. Un sistem pe acoperiș de 1 MWp cu un randament anual presupus de 1.000 MWh, de exemplu, ar pierde 30 MWh dacă murdăria ar reduce producția cu 3%. La o valoare a electricității de 0,15 EUR/kWh, aceasta s-ar ridica la 4.500 EUR în valoare pierdută de electricitate anual.

Operatorii pot recupera o parte din acea electricitate prin curățare, dar lucrarea implică un cost. Accesul la acoperișurile comerciale mari poate face acest lucru deosebit de scump. Prin urmare, murdăria afectează economia proiectului în două moduri: prin producție pierdută și prin cheltuielile de menținere a modulelor curate. Ambele influențează costul nivelat al energiei electrice (LCOE) pe durata de viață a unei instalații. Acest lucru arată, de asemenea, importanța crescândă a modulelor solare specializate care răspund la condițiile specifice de mediu și de operare. LONGi Hi-MO X10 Guardian Anti-Dust este un astfel de exemplu, deoarece cadrul său ajută apa de ploaie să spele murdăria, iar tehnologia sa de contact invers limitează pierderile de putere cauzate de umbrirea parțială.

Mai multe informații despre tehnologie și specificațiile sale tehnice sunt disponibile pe pagina LONGi Anti-Dust.