PV 시스템 태양광 패널을 청소하는 것은 일반적으로 그 뒤에 있는 명백한 이유 때문에 많은 태양광 패널 소유자에게 매우 간단해 보입니다. 더러운 패널은 일반적으로 먼지가 적기 때문에 깨끗한 패널보다 더 많은 전력을 생산하므로 더러워지기 전의 원래 상태보다 적은 전력을 생산하므로 주방세제와 같은 일반 가정용 세제를 사용하여 패널을 청소하면 패널이 원래 성능 수준으로 되돌아갑니다. 그러나 핀란드 투르쿠 대학에서 실시한 연구에서는 대부분의 사람들이 태양광 패널을 청소한 후 본능적으로 사용하는 제품에 관해 예상치 못한 결론에 도달했습니다. 주방세제는 실제로 달성하려는 목표와 정반대의 역할을 할 수 있으며, 그렇게 하면 출력이 더욱 저하될 수 있습니다.
이 발견은 단순한 각주 이상의 의미를 갖습니다. 이는 미래에 PV 시스템을 유지 관리할 사람들에게 중요한 교훈이 될 것입니다. 특히, 이 발견은 PV 시스템 재료를 적절하게 유지하기 위해 빛의 물리학과 표면 화학 사이의 상호 작용을 어떻게 이해해야 하는지를 보여줍니다.
태양광 유리의 광학적 과제
태양광 패널의 코팅은 햇빛이 패널 표면에서 반사되는 것을 방지하므로 매우 중요한 역할을 합니다. 코팅이 없으면 입사광의 약 4%가 패널 표면에서 반사됩니다. 따라서 코팅이 없으면 태양전지에 의해 전류로 변환되는 광자의 상당한 손실이 있을 것입니다. 코팅은 매우 얇으며(종종 나노미터로 측정됨) 패널 표면이 매우 정밀한 표준으로 유지되는 경우에만 광학적 성능이 그대로 유지됩니다.
이 방정식에 비누를 추가하면 단순히 물과 비누에 비누를 추가하는 것이 아닙니다. 계면활성제, 탈지제, 향료, 방부제 및 증점제인 염화나트륨(소금)으로 구성된 복잡한 솔루션을 만들고 있습니다. 이러한 재료는 접시의 지방을 잘 녹이는 데 효과적이지만, 인공{2}}반사 방지 표면에 사용하면 훨씬 더 복잡한 상호 작용이 일어날 수 있습니다.
연구 결과
투르쿠 대학의 연구원 Julianna Varjopuro와 Kati Miettunen은 핀란드 연구에서 광전지 유리 샘플에 대한 일련의 테스트를 수행했습니다. 연구자들은 주방세제를 에탄올, 아세톤, 이소프로판올, 태양광 패널 청소용으로 특별히 제작된 특수 세제 및 일반 창문 세척제를 포함한 다양한 다른 청소 제품과 비교했습니다. 두 가지 다른 테스트 방법이 사용되었습니다. 첫 번째는 샘플을 다양한 세척제에 장기간 담가서 세척하는 것이었습니다. 두 번째는 실제 청소 조건을 재현하기 위해 유리 표면에 조류가 자라는 것과 관련이 있습니다. 각 세척 방법 후에 얼마나 많은 빛이 투과되는지 확인하기 위해 분광 광도계를 사용하여 광범위한 파장 범위의 빛을 측정했습니다. 결과는 명확했습니다-.
깨끗한 유리 위에서는 대부분의 제품이 빛 투과율을 유지하거나 약간 향상시켰습니다. 그러나 주방세제는 전염을 약 1% 감소시켰습니다. 조류로 오염된 후 청소된 유리에서는 차이가 더 커졌습니다. 주방세제를 사용하면 적절하게 청소된 표면에 비해 거의 4%에 가까운 지속적인 투과 손실이 발생했습니다. 이는 단순히 잘못된 세제를 사용하는 것만으로도 전기 출력이-에너지 생산량이 3~4% 감소한다는 의미입니다.
결정적으로, 현미경 분석을 통해 반사 방지 코팅 자체가 물리적으로 저하되거나 에칭되지 않은- 것으로 나타났습니다. 문제는 영구적인 손상이 아니라 지속적인 잔여물이었습니다. 육안으로는 보이지 않지만 유리의 광학적 특성을 변경하기에 충분한 필름 뒤에 남겨진 주방세제. 철저한 헹굼에도 불구하고 원래 전송 수준을 완전히 복원하지 못했습니다.
잔류물 뒤에 숨은 과학
주방세제는 왜 다른 세제와 다르게 작용하나요? 대답은 화학적 구성에 있습니다. 주방세제는 표면에 달라붙도록 설계되었습니다.-그래서 접시에서 기름기를 효과적으로 제거하지만 철저한 헹굼이 필요합니다. 이러한 제품에는 공식에 따라 친수성 또는 소수성 필름을 남기는 계면활성제가 포함되어 있는 경우가 많습니다.
반사 방지 유리에 적용하면{0}} 이러한 잔류물이 코팅의 미세한 기공을 채우거나 표면의 굴절률을 변경하는 균일한 필름을 생성합니다. 반사 방지 코팅은-공기와 유리 사이의 굴절률이 점진적으로 변하는 방식으로 작동합니다. 그 위에 쌓인 이물질은 이 기울기를 방해하여 코팅이 제거하도록 설계된 반사 손실을 효과적으로 복원합니다.
이소프로필 알코올이나 전문 유리 세정제와 달리 에탄올과 아세톤도 매우 효과적이지만 프레임이나 밀봉재와 화학 반응을 일으킬 가능성이 있으므로 주의해서 사용해야 합니다. 이 연구에서는 이러한 모든 휘발성 세척제와 PV 세척용{1}}특수 제작 제품이 광학 성능을 손상시키지 않는다는 사실을 입증했습니다.
시스템 소유자를 위한 실질적인 영향
이러한 조사 결과에 따라 주거용 및 상업용 PV 시스템 소유자를 위한 몇 가지 권장 사항은 다음과 같습니다.
주방세제 사용을 완전히 피하세요.태양광 패널은 주방세제를 사용하고 나면 깨끗해 보일 수 있지만{0}}비누는 눈에 보이지 않는 잔여물을 남기므로 풍화 작용(비, UV 및 바람 노출)을 통해 자연적으로 제거될 때까지 성능이 계속 저하됩니다. 미국 남서부 지역과 같이 강우량이 가장 적은 일부 지역에서는 세제 잔여물이 최대 6개월 동안 모듈에 남아 있을 수 있습니다.
권장되는 청소 제품만 사용하십시오.이소프로필 알코올(일반적으로 70% 농도 이상)을 함유한 청소 제품 또는 특별히 유리 청소용으로 시판되는 제품이지만 컨디셔닝이나 왁스 물질이 포함되어 있지 않은 청소 제품은 사용하기에 안전합니다. 태양광 패널 청소를 위해 특별히 제작된-솔루션은 가격이 더 높을 수 있습니다. 그러나 이러한 제품의 화학은 반사 방지 코팅에 사용하기 위해 특별히 개발되었습니다.-
물만 사용할 때는 가능한 최고 품질의 물을 사용하십시오.이상적으로는 탈이온수나 증류수를 사용해야 합니다. 청소를 위해 수돗물을 사용하는 경우 태양광 모듈에 미네랄 잔여물이 남게 되며 이 잔여물은 시간이 지나면서 축적되어 해당 영역을 통과하는 빛의 양을 제한할 수 있습니다.
기계적 방법을 신중하게 고려하십시오.부드러운 솔이나 스퀴지는 허용됩니다. 연마 도구는 유리나 코팅을 긁어 세척 화학물질과 무관한 영구적인 손상을 일으킬 수 있습니다.
주방세제를 넘어서: 더 넓은 산업 맥락
핀란드 조사는 독일의 Fraunhofer 실리콘 광전지 센터에서 진행 중인 동시 조사를 뒷받침합니다. 두 조사 모두 일반적으로 사용되는 많은 세척 용액이 태양광 패널의 반사 방지 코팅에 장기적인 손상을-유발한다는 사실이 밝혀졌습니다.- 종합적으로, 이는 유지 관리 작업이 공백 상태에서 발생하지 않는다는 업계 내 인식이 커지고 있음을 보여줍니다. 따라서 시스템 설치부터 시작하여 태양광 패널 성능의 수명에 영향을 미칩니다.
측정 가능한 결과를 가져오는 작은 실수
부적절한 청소로 인한 3~4%의 효율성 손실은 일반 관찰자에게는 재앙처럼 들리지 않을 수 있습니다. 그러나 연간 수천 킬로와트-시간을 생성하는 상업용 설치의 경우 이는 시간이 지남에 따라 상당한 재정적 손실을 의미합니다. 주거용 시스템의 경우 이는 에너지 기대치를 충족하는 것과 왜 생산량이 인근 설비보다 낮은지 궁금해하는 것 사이의 차이를 의미할 수 있습니다.
이미 부엌 싱크대 아래에 있는 것을 사용하고 싶은 유혹은 이해할 만합니다. 하지만 이번 연구에서 알 수 있듯이 편리함에는 대가가 따른다. 올바른 세척제를 선택하려면 전문적인 교육이 필요하지 않습니다.-지식만 있으면 됩니다. 그리고 마진과 장기-성능이 중요한 태양 에너지에서는 이러한 작은 선택이 측정 가능한 결과를 가져옵니다.
