ในการปฏิบัติการและการบำรุงรักษาพลังงานแสงอาทิตย์ PV ฝุ่น ทราย และมูลนกมักถือเป็นแหล่งที่มาหลักของการปนเปื้อน อย่างไรก็ตาม สำหรับโครงการ PV ที่ตั้งอยู่ใกล้กับป่า พื้นที่เกษตรกรรม และภูมิภาคที่มีพืชพรรณหนาแน่น การปนเปื้อนของละอองเกสรดอกไม้อาจส่งผลต่อประสิทธิภาพของโมดูลด้วย
การศึกษาระยะยาวของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ระดับสาธารณูปโภค 5 แห่งในนอร์ธแคโรไลนา สหรัฐอเมริกา พบว่าแม้แต่ในภูมิภาคที่มีการปนเปื้อนของละอองฝนปริมาณมากก็อาจส่งผลให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงเกิน 15% ในขณะที่ปริมาณน้ำฝนตามธรรมชาติเพียงอย่างเดียวไม่สามารถฟื้นฟูประสิทธิภาพของโมดูลได้เต็มที่
การตรวจสอบระยะยาวของโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ 5 แห่ง: ละอองเกสรดอกไม้ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานลดลงมากกว่า 15%
การศึกษานี้เกี่ยวข้องกับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ระดับสาธารณูปโภค 5 แห่งที่มีกำลังการผลิตติดตั้งตั้งแต่ 4–9 เมกะวัตต์ โรงงานทั้งหมดเปิดดำเนินการมาประมาณเจ็ดปีแล้ว
พื้นที่วิจัยได้รับปริมาณน้ำฝนค่อนข้างมากตลอดทั้งปี โดยมีปริมาณฝนเฉลี่ยต่อเหตุการณ์ตั้งแต่ 11 มม. ถึง 14 มม. ตามสมมติฐานทั่วไป โดยทั่วไปแล้วภูมิภาคดังกล่าวถือว่ามีความเสี่ยงต่อความสกปรกค่อนข้างต่ำ
อย่างไรก็ตาม การติดตามผลในระยะยาวเผยให้เห็นผลลัพธ์ดังต่อไปนี้:
• การสูญเสียประสิทธิภาพอย่างมีนัยสำคัญ: ในช่วงฤดูที่มีละอองเกสรดอกไม้สูงสุดในฤดูใบไม้ผลิ โรงงาน PV ทั้งห้าแห่งประสบกับการสูญเสียประสิทธิภาพการทำงานเกิน 15%
• ผลกระทบในการทำความสะอาดที่จำกัดจากปริมาณน้ำฝน: แม้ว่าปริมาณน้ำฝนในแต่ละวันจะสูงถึงมากกว่า 50 มม. แต่ก็ไม่พบการฟื้นตัวของประสิทธิภาพที่มีนัยสำคัญ การฟื้นตัวหลังฝนตกยังคงเป็นไปอย่างช้าๆ
ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าความถี่ของฝนตกเพียงอย่างเดียวไม่ควรใช้เป็นปัจจัยเดียวในการพิจารณาว่าโมดูล PV จำเป็นต้องทำความสะอาดหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่มีพืชพรรณหนาแน่น
การทำความสะอาดกลไกคืนประสิทธิภาพ PV 5%–11%
ในปี 2022 ทีมวิจัยได้ดำเนินการทำความสะอาดเครื่องจักรด้วยตนเองในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ทั้ง 5 แห่ง หลังจากทำความสะอาด โรงงานแต่ละแห่งจะฟื้นคืนประสิทธิภาพการทำงานประมาณ 5%–11%
| ไซต์พีวี | การกู้คืนประสิทธิภาพหลังการทำความสะอาด |
| ไซต์ A | ≈5% |
| ไซต์บี | ≈10% |
| ไซต์ C | ≈7% |
| ไซต์ D | ≈11% |
| ไซต์ E | ≈5% |
การวิจัยนี้บ่งชี้ว่าการทำความสะอาดอย่างมืออาชีพยังคงเป็นวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการฟื้นฟูประสิทธิภาพของโมดูล PV ที่ได้รับผลกระทบจากการปนเปื้อนของละอองเกสรดอกไม้
เหตุใดปริมาณน้ำฝนจึงไม่สามารถกำจัดละอองเรณูออกจากโมดูล PV ได้อย่างง่ายดาย
การวิจัยชี้ให้เห็นว่าสิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับลักษณะของละอองเรณูนั่นเอง
1. ละอองเกสรสามารถก่อให้เกิดสิ่งตกค้างถาวรได้
อนุภาคละอองเกสรสามารถเกาะติดกับพื้นผิวกระจกของโมดูล PV ได้อย่างง่ายดาย ภายใต้อิทธิพลของความชื้นและปริมาณน้ำฝน ละอองเกสรดอกไม้บางชนิดอาจก่อตัวเป็นชั้นสารตกค้างที่ค่อนข้างคงที่ ซึ่งยากต่อการกำจัดให้หมดด้วยปริมาณน้ำฝนตามธรรมชาติ
2. การกระจายตัวของการปนเปื้อนที่ไม่สม่ำเสมออาจทำให้เกิดผลกระทบเฉพาะที่
ข้อสังเกตจากการศึกษาพบว่าแม้หลังจากฝนตกอย่างต่อเนื่อง ละอองเกสรที่มองเห็นได้ยังคงอยู่บนพื้นผิวโมดูล พื้นที่ที่มีการปนเปื้อนเหล่านี้สามารถลดการส่งผ่านแสงและยังคงส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของ PV
ดังนั้นปริมาณน้ำฝนสามารถลดการปนเปื้อนได้เพียงบางส่วนเท่านั้น และไม่สามารถทดแทนการทำความสะอาดโมดูล PV ที่มีประสิทธิผลได้อย่างสมบูรณ์
ข้อมูลเชิงลึก O&M ที่สำคัญ 3 ประการสำหรับโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ในช่วงฤดูเรณู
สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตั้งอยู่ใกล้กับป่า พื้นที่เกษตรกรรม และภูมิภาคที่มีพืชพรรณครอบคลุมมาก ผลกระทบของการปนเปื้อนละอองเกสรดอกไม้ต้องได้รับการดูแลเอาใจใส่มากขึ้น
1. “ปริมาณน้ำฝนที่สูงไม่ได้หมายความว่าไม่จำเป็นต้องทำความสะอาด”
ฝนตกบ่อยไม่ได้หมายความว่าโมดูล PV ยังคงสะอาดเสมอไป
2. ให้ความสนใจกับฤดูละอองเกสรดอกไม้
ขอแนะนำให้ประเมินการปนเปื้อนของโมดูลหลังฤดูละอองเกสรดอกไม้สูงสุด (เช่น มิถุนายน-กรกฎาคม ในบางภูมิภาค)
3. กลยุทธ์การทำความสะอาดที่เหมาะสมจะช่วยลดการสูญเสียพลังงานในระยะยาว
การพัฒนาแผนการทำความสะอาดตามเงื่อนไขการปนเปื้อนที่เกิดขึ้นจริงสามารถช่วยลดการสูญเสียพลังงานที่เกิดจากการปนเปื้อนอย่างต่อเนื่อง
บทสรุป
การปนเปื้อนของละอองเกสรดอกไม้ถือเป็นความสกปรกประเภทหนึ่งของ PV ที่มองข้ามได้ง่าย แต่ผลกระทบต่อประสิทธิภาพของโมดูล PV อาจคงอยู่ต่อไปเมื่อเวลาผ่านไป
สำหรับโครงการพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดำเนินงานในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน การประเมินสภาวะการปนเปื้อนอย่างสม่ำเสมอและการใช้กลยุทธ์การทำความสะอาดทางวิทยาศาสตร์ที่มีประสิทธิภาพสามารถช่วยรักษาประสิทธิภาพของโมดูลในระยะยาวและความเสถียรในการปฏิบัติงานได้
อ้างอิง
เบสซา เจ.จี. และคณะ (2024)การสืบสวนการสูญเสียดินที่เกิดจากละอองเกสรดอกไม้ในโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ระดับสาธารณูปโภค. วารสาร IEEE ของเซลล์แสงอาทิตย์, 14(1), 178-184. ดอย: 10.1109/JPHOTOV.2023.3326560.