आपके सौर पैनल डिश साबुन से नफरत क्यों करते हैं: सफाई रसायन विज्ञान में एक तकनीकी गहन जानकारी

पीवी सिस्टम सौर पैनलों की सफाई आम तौर पर इसके पीछे स्पष्ट तर्क के कारण कई सौर पैनल मालिकों के लिए बहुत सरल लगती है। गंदे पैनल आम तौर पर साफ पैनलों की तुलना में अधिक बिजली पैदा करते हैं क्योंकि उनमें कम गंदगी होती है और इसलिए गंदे होने से पहले उनकी मूल स्थिति की तुलना में कम बिजली पैदा होती है, और इसलिए डिश साबुन जैसे सामान्य घरेलू डिटर्जेंट का उपयोग करके उन्हें साफ करने से पैनलों को उनके मूल प्रदर्शन स्तर पर वापस लाना चाहिए। हालाँकि, फ़िनलैंड के तुर्कू विश्वविद्यालय में किए गए शोध से उस उत्पाद के संबंध में एक अप्रत्याशित निष्कर्ष निकला है, जिसे अधिकांश लोग अपने सौर पैनलों की सफाई के बाद सहज रूप से अपनाते हैं; डिश सोप वास्तव में आप जो हासिल करना चाहते हैं उसके बिल्कुल विपरीत काम कर सकता है, और ऐसा करने से आउटपुट में और गिरावट आ सकती है।

यह खोज केवल फ़ुटनोट होने से परे महत्वपूर्ण है; यह उन लोगों के लिए एक महत्वपूर्ण सबक के रूप में काम करेगा जो भविष्य में अपने पीवी सिस्टम को बनाए रखेंगे। विशेष रूप से, यह खोज दर्शाती है कि किसी भी पीवी प्रणाली सामग्री को ठीक से बनाए रखने के लिए प्रकाश भौतिकी और सतह रसायन विज्ञान के बीच की बातचीत को कैसे समझा जाना चाहिए।

सौर पैनलों पर कोटिंग की बहुत महत्वपूर्ण भूमिका होती है क्योंकि यह सूरज की रोशनी को पैनल की सतहों से परावर्तित होने से रोकती है; कोटिंग के बिना आपतित प्रकाश का लगभग चार प्रतिशत पैनल की सतह से परावर्तित होगा; इसलिए, कोटिंग के बिना, सौर कोशिकाओं द्वारा विद्युत प्रवाह में परिवर्तित किए जाने वाले फोटॉन की काफी हानि होगी। कोटिंग बहुत पतली है (अक्सर नैनोमीटर में मापी जाती है) और इसकी ऑप्टिकल क्षमता केवल तभी बरकरार रहेगी जब पैनल की सतहों को बहुत सटीक मानक पर रखा जाएगा।

जब आप इस समीकरण में साबुन जोड़ते हैं, तो आप केवल पानी और साबुन में साबुन नहीं मिला रहे होते हैं। आप गाढ़ेपन के रूप में सर्फेक्टेंट, डीग्रीजर, सुगंध, परिरक्षकों और अक्सर सोडियम क्लोराइड (नमक) का एक जटिल समाधान बना रहे हैं। हालाँकि ये सामग्रियाँ प्लेटों पर वसा को घोलने के लिए अच्छी तरह से काम करती हैं, लेकिन जब इन्हें मानव निर्मित विरोधी परावर्तक सतह पर उपयोग किया जाता है, तो बहुत अधिक जटिल बातचीत हो सकती है।

टूर्कू विश्वविद्यालय के शोधकर्ता जूलियाना वरजोपुरो और काटी मिटटुनेन ने फिनिश अध्ययन में फोटोवोल्टिक ग्लास के नमूनों पर परीक्षणों की एक श्रृंखला आयोजित की है। शोधकर्ताओं ने डिश सोप की तुलना इथेनॉल, एसीटोन, आइसोप्रोपेनॉल, सौर पैनलों की सफाई के लिए विशेष रूप से बनाए गए एक विशेष डिटर्जेंट और एक सामान्य विंडो क्लीनर सहित कई अन्य सफाई उत्पादों से की। दो अलग-अलग परीक्षण विधियों का उपयोग किया गया; पहले में नमूनों को विभिन्न सफाई एजेंटों में लंबे समय तक भिगोकर साफ करना शामिल था; दूसरे में वास्तविक जीवन की सफाई स्थितियों को दोहराने के लिए कांच की सतह पर शैवाल की वृद्धि शामिल थी। प्रत्येक सफाई विधि के बाद कितना प्रकाश प्रसारित हुआ, यह देखने के लिए स्पेक्ट्रोफोटोमीटर का उपयोग करके व्यापक संख्या में तरंग दैर्ध्य श्रेणियों से प्रकाश को मापा गया। नतीजे स्पष्ट थे{{4}कटौती।

साफ कांच पर, अधिकांश उत्पाद या तो प्रकाश संचरण को बनाए रखते हैं या थोड़ा सुधार करते हैं। हालाँकि, डिश सोप ने संचरण को लगभग 1% कम कर दिया। कांच पर जो शैवाल से गंदा हो गया था और फिर साफ किया गया था, असमानता बढ़ गई: ठीक से साफ की गई सतहों की तुलना में डिश साबुन ने लगभग 4% का लगातार संचरण नुकसान छोड़ा। इसका सीधा मतलब है गलत डिटर्जेंट के इस्तेमाल से बिजली उत्पादन में 3-4% की कमी।

महत्वपूर्ण रूप से, सूक्ष्म विश्लेषण से पता चला कि एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग स्वयं भौतिक रूप से नष्ट या उकेरी नहीं गई थी। मुद्दा स्थायी क्षति नहीं बल्कि लगातार अवशेष का था। डिश सोप ने अपने पीछे एक फिल्म छोड़ी, जो नग्न आंखों के लिए अदृश्य होते हुए भी कांच के ऑप्टिकल गुणों को बदलने के लिए पर्याप्त थी। यहां तक ​​कि पूरी तरह से धोने से भी मूल संचरण स्तर पूरी तरह से बहाल नहीं हो सका।

डिश सोप अन्य क्लीनर से भिन्न व्यवहार क्यों करता है? इसका उत्तर इसके रासायनिक निर्माण में निहित है। डिश सोप को सतहों पर चिपकने के लिए डिज़ाइन किया गया है, यही कारण है कि वे प्लेटों से ग्रीस को प्रभावी ढंग से हटा देते हैं, लेकिन उन्हें अच्छी तरह से धोने की भी आवश्यकता होती है। उनमें अक्सर सर्फेक्टेंट होते हैं जो सूत्र के आधार पर एक हाइड्रोफिलिक या हाइड्रोफोबिक फिल्म छोड़ते हैं।

जब एंटी-रिफ्लेक्टिव ग्लास पर लगाया जाता है, तो ये अवशेष कोटिंग के सूक्ष्म छिद्रों को भर देते हैं या एक समान फिल्म बनाते हैं जो सतह पर अपवर्तक सूचकांक को बदल देती है। एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग हवा और कांच के बीच अपवर्तक सूचकांक में एक क्रमिक संक्रमण बनाकर काम करती है। इस पर जमा कोई भी विदेशी सामग्री इस ढाल को बाधित करती है, प्रभावी ढंग से प्रतिबिंब हानि को बहाल करती है जिसे खत्म करने के लिए कोटिंग को डिजाइन किया गया था।

आइसोप्रोपिल अल्कोहल और पेशेवर ग्लास क्लीनर के विपरीत, इथेनॉल और एसीटोन भी बहुत प्रभावी हैं, लेकिन आपको फ्रेमिंग या सीलिंग सामग्री के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया पैदा करने की उनकी क्षमता के आधार पर सावधानी के साथ उनका उपयोग करने की आवश्यकता है। इस अध्ययन से पता चला है कि पीवी सफाई के लिए बनाए गए इन सभी अस्थिर सफाई एजेंटों और उद्देश्य से निर्मित उत्पादों ने ऑप्टिकल प्रदर्शन को नुकसान नहीं पहुंचाया है।

इन निष्कर्षों के परिणामस्वरूप, आवासीय और वाणिज्यिक पीवी सिस्टम मालिकों दोनों के लिए यहां कुछ सिफारिशें दी गई हैं:

डिश सोप के इस्तेमाल से पूरी तरह बचें।हालाँकि डिश साबुन के साथ उपयोग के बाद सौर पैनल साफ दिखाई दे सकते हैं, साबुन अपने पीछे एक अदृश्य अवशेष छोड़ रहा है, जो तब तक प्रदर्शन में बाधा डालता रहेगा जब तक कि इसे मौसम (बारिश, यूवी और हवा के संपर्क) के माध्यम से प्राकृतिक रूप से हटा नहीं दिया जाता। दुनिया के कुछ क्षेत्रों में जहां न्यूनतम वर्षा होती है, जैसे कि अमेरिका का दक्षिण पश्चिमी भाग, डिटर्जेंट अवशेष मॉड्यूल पर 6 महीने तक रह सकते हैं।

केवल अनुशंसित सफाई उत्पादों का उपयोग करें।ऐसे सफाई उत्पाद जिनमें आइसोप्रोपिल अल्कोहल (आमतौर पर 70% सांद्रता या अधिक) होता है या व्यावसायिक रूप से विपणन किए गए उत्पाद विशेष रूप से कांच की सफाई के लिए होते हैं लेकिन जिनमें कोई कंडीशनिंग या मोम सामग्री नहीं होती है, उनका उपयोग करना सुरक्षित है। सौर पैनलों की सफाई के लिए निर्मित उद्देश्यपूर्ण समाधानों की कीमत अधिक हो सकती है; हालाँकि, ऐसे उत्पादों में रसायन विज्ञान को विशेष रूप से एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग्स पर उपयोग के लिए विकसित किया गया है।

जब आप अकेले पानी का उपयोग करते हैं तो यथासंभव उच्चतम गुणवत्ता वाले पानी का उपयोग करें।आदर्श रूप से, आपको विआयनीकृत या आसुत जल का उपयोग करना चाहिए। यदि आप सफाई के लिए नल के पानी का उपयोग करते हैं, तो आप सौर मॉड्यूल पर खनिज अवशेष छोड़ देंगे और यह अवशेष समय के साथ जमा हो सकता है और उस क्षेत्र के माध्यम से प्रसारित प्रकाश की मात्रा को सीमित कर सकता है।

यांत्रिक तरीकों पर ध्यान से विचार करें।नरम ब्रश या स्क्वीज़ स्वीकार्य हैं; अपघर्षक उपकरण कांच या कोटिंग को खरोंच सकते हैं, जिससे सफाई रसायन विज्ञान से असंबंधित स्थायी क्षति हो सकती है।

फिनिश जांच जर्मनी में सिलिकॉन फोटोवोल्टिक्स के लिए फ्राउनहोफर सेंटर द्वारा की जा रही समवर्ती जांच का समर्थन करती है, दोनों ने दिखाया है कि आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले कई सफाई समाधान सौर पैनलों पर एंटी-रिफ्लेक्टिव कोटिंग्स को दीर्घकालिक नुकसान पहुंचाएंगे। सामूहिक रूप से, वे उद्योग के भीतर एक बढ़ती हुई मान्यता को प्रदर्शित करते हैं कि रखरखाव की गतिविधियाँ शून्य में नहीं होती हैं; इस प्रकार, वे सिस्टम की स्थापना से शुरू होने वाले सौर पैनलों के प्रदर्शन की दीर्घायु को प्रभावित करेंगे।

अनुचित सफाई से 3-4% दक्षता हानि एक आकस्मिक पर्यवेक्षक के लिए विनाशकारी नहीं लग सकती है। हालाँकि, एक व्यावसायिक संस्थापन के लिए सालाना हजारों किलोवाट - घंटे का उत्पादन होता है, जो समय के साथ एक सार्थक वित्तीय हानि का प्रतिनिधित्व करता है। आवासीय प्रणालियों के लिए, इसका मतलब ऊर्जा अपेक्षाओं को पूरा करने और यह सोचने के बीच अंतर हो सकता है कि उत्पादन पड़ोसी प्रतिष्ठानों की तुलना में कम क्यों लगता है।

जो पहले से ही रसोई के सिंक के नीचे है उसका उपयोग करने का प्रलोभन समझ में आता है। लेकिन जैसा कि इस शोध से पता चलता है, सुविधा की एक कीमत चुकानी पड़ती है। सही सफाई एजेंट का चयन करने के लिए किसी विशेष प्रशिक्षण की आवश्यकता नहीं होती है, केवल जागरूकता की आवश्यकता होती है। और सौर ऊर्जा में, जहां मार्जिन और दीर्घकालिक प्रदर्शन मायने रखते हैं, ऐसे छोटे विकल्पों के मापने योग्य परिणाम होते हैं।