Mycie paneli fotowoltaicznych dronem – innowacja czy technologiczna ślepa uliczka?
Sprawdzamy, dlaczego to się (nie) opłaca. Wykorzystanie ciężkich dronów opryskowych w rolnictwie to absolutny przełom. Nic więc dziwnego, że wielu operatorów i właścicieli farm fotowoltaicznych zaczęło zadawać sobie pytanie: „A gdyby tak użyć drona do mycia paneli słonecznych?”. W teorii brzmi to jak idealny plan na szybki i nowoczesny biznes. W praktyce jednak mycie fotowoltaiki z powietrza okazuje się bardzo nieefektywne, a często wręcz niemożliwe. Wyjaśniamy, dlaczego w tym przypadku fizyka i mechanika są nieubłagane.
Czyste panele fotowoltaiczne to gwarancja ich maksymalnej wydajności. Kurz, pyłki, ptasie odchody czy sadza potrafią obniżyć uzysk energii nawet o kilka procent. Choć drony, takie jak seria DJI Agras, rewelacyjnie radzą sobie z aplikacją środków ochrony roślin, czyszczenie gładkich powierzchni szkła wymaga zupełnie innego podejścia.
Oto 5 głównych powodów, dla których mycie paneli fotowoltaicznych z drona to obecnie rozwiązanie wysoce nieefektywne.
1. Brak fizycznego kontaktu i tarcia mechanicznego
To najpoważniejszy argument przeciwko dronom w tej branży. Zabrudzenia na panelach słonecznych (szczególnie ptasie odchody, zanieczyszczenia smoliste, mchy czy zaschnięte błoto) mocno przywierają do powłoki antyrefleksyjnej.
Rozpylenie wody – nawet pod stosunkowo dużym ciśnieniem z dysz drona – nie jest w stanie zerwać wiązań tego brudu – zwłaszcza jeśli są to stare zaschnięte zabrudzenia. Do skutecznego umycia paneli niezbędne jest fizyczne tarcie, czyli zastosowanie specjalistycznych szczotek (często obrotowych). Dron jedynie zrasza powierzchnię. W efekcie, zamiast umyć panel, często jedynie rozmazuje zalegający na nim kurz, tworząc po wyschnięciu jeszcze gorszą warstwę błotnistych smug. Być może jeśli jest to warstwa zakurzenia – można ją zmyć.
2. Drastycznie niska pojemność zbiorników i brak ciągłości pracy
Mycie paneli wymaga ogromnych ilości wody. W tradycyjnych systemach woda jest stale pompowana wężami prosto z dużych zbiorników w busie serwisowym lub z sieci.
Nawet największe drony rolnicze dysponują zbiornikami o pojemności od 40 do 100 litrów. Podczas intensywnego zraszania paneli taka ilość wody kończy się w zaledwie kilka minut. Oznacza to:
Konieczność ciągłego przerywania pracy.
Nieustanne powroty do bazy na tankowanie.
Ogromne straty czasu i energii, co na wielohektarowych farmach PV mija się z celem.
3. Problemy z fizyką lotu i ciśnieniem wody
Aby dron mógł skutecznie spłukać brud, musiałby generować strumień wody o bardzo wysokim ciśnieniu – podobnym jak do mycia elewacji. Niestety, w przypadku statków bezzałogowych występuje prawo akcji i reakcji. Wyrzut silnego strumienia wody pod ciśnieniem w dół lub pod kątem powoduje natychmiastowe odpychanie drona w przeciwnym kierunku, co drastycznie zaburza jego stabilność.
Co więcej, potężny podmuch ze śmigieł (tzw. downwash), który w rolnictwie świetnie sprawdza się do rozchylania liści, w przypadku płaskich, gładkich paneli uderza w nie i rykoszetuje, często rozdmuchując brudną wodę we wszystkich kierunkach i brudząc panele, które przed chwilą zostały zroszone.
4. Konieczność stosowania wody demineralizowanej
Profesjonalne mycie instalacji PV wykonuje się wyłącznie za pomocą ultraczystej wody demineralizowanej (pozbawionej jonów). Dzięki temu po wyschnięciu na szkle nie powstają zacieki (tzw. water spots), które blokowałyby promienie słoneczne.
Zastosowanie drona wymagałoby pompowania tej bardzo drogiej w przygotowaniu wody do jego zbiorników, a ponieważ dron działa głównie przez zraszanie (które samo z siebie jest mało dokładne), zużycie tej wody na jednostkę czystej powierzchni byłoby gigantyczne w porównaniu do szczotek teleskopowych. Z ekonomicznego punktu widzenia jest to całkowicie nieopłacalne.
5. Czas lotu a waga sprzętu
Lot z 40 lub 100-kilogramowym ładunkiem wody wyczerpuje pakiety akumulatorów w błyskawicznym tempie (średnio 4 do 12 minut lotu). Operator drona spędziłby więcej czasu na ziemi, wymieniając i ładując baterie oraz uzupełniając płyn, niż na faktycznym czyszczeniu farmy słonecznej. W tym samym czasie ekipa naziemna wyposażona w szczotki na kijach teleskopowych lub półautonomiczne roboty czyszczące gąsienicowe (poruszające się bezpośrednio po modułach) wyczyści kilkukrotnie większy obszar.
Co zamiast drona?
Drony na farmach fotowoltaicznych sprawdzają się genialnie, ale w innej roli – do inspekcji termowizyjnych. Z powietrza można błyskawicznie zlokalizować przegrzewające się ogniwa (tzw. hot-spoty) czy uszkodzenia diod by-pass.
Jeśli jednak chodzi o fizyczne czyszczenie paneli, branża stawia na:
Ręczne szczotki teleskopowe z przepływem wody demineralizowanej (dla małych i średnich instalacji).
Ciągniki z wysięgnikami i szczotkami walcowymi (na dużych farmach gruntowych).
Zdalnie sterowane roboty myjące, które „jeżdżą” po panelach, łącząc nacisk mechaniczny szczotek z natryskiem wody.
Podsumowanie
Choć wizja drona błyskawicznie myjącego setki paneli słonecznych działa na wyobraźnię, obecna technologia i prawa fizyki sprawiają, że jest to iluzja. Brak możliwości fizycznego szorowania brudu, drastycznie mała ilość zabieranej wody w stosunku do potrzeb oraz krótkie czasy lotu sprawiają, że drony opryskowe powinny pozostać na polach uprawnych i w lasach. Tam są bezkonkurencyjne – natomiast mycie szkła lepiej zostawić specjalistycznemu sprzętowi naziemnemu.
