Günümüzde inşa edilen yüksek güçlü güneş enerji santralleri genellikle verimsiz arazilere inşa edilmektedir. Bu arazilerde bulunan toz ve kum gibi çevresel etkenler panelin yüzeyini kaplamakta ve bu durum yüzeye etki eden güneş ışığının azalması ile sistemlerin çıkış gücünü olumsuz yönde etkilemektedir. Ayrıca yaprak ve kuş pisliği, trafik gibi diğer parçacıklar da güneş panellerinin doğrudan güneş ışığına maruz kalmasını engelleyebilir. Güneş panellerinde verimliliği günümüz teknolojisiyle giderek artmaktadır. Panellerin dönüşüm verimliliği panel yapısına göre değişse de bu oran maksimum %20-22 civarındadır. Kirlenmiş panel yüzeyleri yağmur ve rüzgâr gibi doğal etkenler aracılığıyla temizlese de tam anlamıyla temizlik sağlayamamaktadır.
Doğal Yollarla Temizleme
Doğal yollarla panel yüzeyini temizleme işlemi, yağmurlu ve rüzgârlı günlerde panelinin eğimli olması durumunda gerçekleşmektedir. Bu durum hava şartları ile orantılı olması yanı sıra panel yüzeyini tam anlamıyla temizleyemediğinden etkili bir yöntem değildir.
Görsel 1: Doğal yolla temizlenen panellerde biriken toz birikintileri
İnsan Gücü ile Temizleme
Bu temizleme yönteminde panel yüzeyinin kirlilik durumuna kullanıcılar karar vermektedir. Güneş paneli temizleme işlemi kurulumun olduğu çatı veya araziye bağlı olarak ayda en az bir kere olmak üzere saf su kullanılarak yapılmalıdır. Bu yöntemin Ayrıca temizlik yaparken Yüksekte çalışacak personellerin, çalışma yerlerine güvenli bir şekilde erişmeleri uygun araç ve ekipmanlarla sağlanmalı.
Yüksekte yapılacak çalışma yerlerinde çalışanların güvenliği öncelik arz etmeli, yüksekten düşmenin önlenmesi standartlara uygun korkuluklar, düşmeyi önleyici platformlar, çalışma iskeleleri, güvenlik ağları veya hava yastıkları gibi toplu koruma önlemleri ile sağlanmalıdır. Yüksekte yapılan çalışmalar, yüksekte çalışma konusunda tecrübeli bir kişinin kontrolü altında yapılmalı.
Görsel 2: Yumuşak Fırça İle temizleme Görsel 3: İnsan Gücü İle Panel Temizleme
Robotik Temizleme
OPTİMAK STU olarak güneş paneli temizliği için özel olarak tasarlanmış Panter 1200 üretimini gerçekleştirmektedir. Çatı, otopark, sera, sundurma gibi yerlere kurulan paneller için portatif tam otomatik ve yarı otomatik robotlar ile panel temizliğini gerçekleştirmektedir. Panel temizliği için koruyucu yüzeye uygun özel üretilmiş fırça ve saf su kullanılmaktadır. Bu sayede temizleme işlemi sırasında panel yüzeyinde bulunan cam üzerindeki tabaka korunmaktadır.
Görsel 4: Yüzeyi Aşınmış Panel
Yukarıdaki görselde uygun olmayan temizleme yöntemleri ile temizlenmiş güneş panelleri üzerindeki koruyucu tabakanın zamanla aşındığı görülmektedir.
Deneysel Karşılaştırmalar
Deney 1
Bu deney çalışmasında farklı temizleme yöntemlerinin güneş panellerinin verim artışları üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Birbirinden farklı 3 güneş panelinin temizlenmeden önce, kuru temizleme ve saf su ile yüzeyi temizlendikten sonra üretim değerleri ölçülmüştür ve üretim değerindeki değişimler gözlenmiştir.
Tablo 1: Deney 1 karşılaştırma tablosu
- Panel1’in çıkış gücü temizlenmeden önce 74.2Wp iken kuru temizleme uygulaması yapılarak üretim değeri %1,28 artış ile 75.15Wp, Saf Su ile temizlemede ise %4,85’lik verim artış ile 77.8W üretim gerçekleştirmiştir.
- Panel2’in çıkış gücü temizlenmeden önce 71,1Wp iken kuru temizleme yöntemi ile %8,62 verim artışı sağlanarak 77,23Wp, Saf Su ile temizlemede ise %11,29’luk verim artış ile 79,13Wp üretim gerçekleştirmiştir.
- Panel3’in üretim değeri temizlenmeden önce 54.71Wp, kuru temizleme yapılarak %46,66 artışla 80,24Wp, Saf Su ile temizleme yapılarak %55,73’lük verim artış ile 85,2Wp üretim gerçekleştirmiştir.
Bu veriler ışığında temizlenmeyen güneş panelinin çıkış gücü zamanla azalırken yüzey temizleme işlemi uygulanan panellerin çıkış güçlerinde artış açık bir biçimde görülmektedir.
Deney 2
Yapılan bu deneysel çalışmada aynı marka ve aynı model olan 330Wp değerine sahip iki adet güneş panelinin karşılaştırılası yapılmıştır. İlk durumda iki panelinde yüzeyi kirli olup Panel1’in Panel2’den günlük üretiminin %3.05 olduğu hesaplanmıştır.
Tablo 2: Deney 2 Karşılaştırma Tablosu
Ertesi gün için Panel 2 temizlenerek günlük üretim verileri saatlik olarak ölçülerek kaydedilmiştir.
Tablo 3: Deney 2 Karşılaştırma Tablosu
Panel2 temizlendikten Panel1’e göre %8.11’lik verim artışı gerçekleşmiştir.
Deney 3
Yapılan bu deneysel iki adet aynı marka ve güce sahip 275Wp güneş panelinin temizlenmeden ve temizlendikten sonraki performanslar karşılaştırılmıştır. İlk durumda iki panelinde yüzeyi kirli olup Panel3’ün Panel4’den günlük üretiminin %1.49 olduğu hesaplanmıştır.
Tablo 4: Deney 3 karşılaştırma tablosu
Ertesi gün için Panel 4’ün yüzeyi temizlenerek panellerin günlük üretim verileri saatlik ölçülüp kaydedilmiştir.
Tablo 5: Deney 3 karşılaştırma tablosu
Görüldüğü üzere Panel4’ün yüzey temizliği yapıldıktan sonra Panel3’e göre %7.70’lik verim artışı gerçekleşmiştir. Güneş paneli yüzey temizliğini için yapılacak yatırımın ne derece mantıklı olup olmadığını deney 2’de elde edilen veriler kullanılarak, 411kWp kurulu güce sahip bir firma örneğiyle adım adım hesaplanacak olursa;
Panel2’nin yüzey temizliği gerçekleştikten sonra Panel1’e göre günlük olarak 121.5Wp daha fazla üretim gerçekleştirmiştir. 2022 yılı elektrik satış fiyatı 2,06₺ olarak hesaba alınmıştır. Buna göre panel başına günlük 250,29₺ zarar edilecektir.
- 411kWp GES uygulamasında 1248 Adet 330Wp güneş paneli kullanılmıştır. 1248 Adet güneş panelinde ise günlük 2570,88₺ kayıp önlenebilir.
- Yıllık olarak iki panel arasında aynı üretim farkı gerçekleşeceğini kabul edilerek 2570,88 x 365 = 938.370₺ kayıp önlenebilir.
Deneyler sonucu üretim hesaplamaları yapıldığında, güneş panellerinin periyodik ve doğru temizleme yöntemleri kullanılarak elektrik enerjisi üretiminizde büyük bir gelir kaybının önüne geçildiğini göstermektedir.