組件表面的灰塵能對其產生多大的影響?

 目前有些光伏發電系統還僅依賴于降雨、風等自然作用對光伏面板的積灰進行清除。一些小型光伏電站采用人工清潔的方法,一般用拖把、橡膠刮條或柔軟的抹布進行清洗。
摩爾光伏     2017-7-10 11:13:21
  對于長時間運行的光伏發電系統,面板積塵對其影響不可小覷。面板表面的灰塵具有反射、散射和吸收太陽輻射的作用,可降低太陽的透過率,造成面板接收到的太陽輻射減少,輸出功率也隨之減小,其作用與灰塵累積厚度成正比。
  此外,因為灰塵吸收太陽輻射可使光伏面板升溫,并且灰塵中含有一些腐蝕性的化學成分,這也使其光電轉換效率降低。
  積塵對光伏發電效率的影響
  灰塵是顆粒物質,其來源分為自然來源和人為來源。包括:土、沙和巖石在風的作用下形成的細小顆粒和一些動植物的生物質;工業、建筑物和交通等產生的揚塵。
  太陽能(000591)光伏發電系統運行過程中,會受到其所處環境灰塵的影響。光伏電池的光電轉換效率與太陽輻射強度有關,灰塵積累在光伏面板表面,會使前蓋玻璃透光率下降,透光率的下降會導致電池的輸出性能下降,沉積濃度越大,透光率越低,面板吸收的輻射量越低,其輸出性能下降越大。
  在其他條件不變的情況下,安裝面板時傾角越小,相同時間內灰塵累積越多,面板吸收太陽輻射越小。對于單個面板,輸出功率的下降有限,但對于大型并網光伏系統,總輸出功率下降幅度很大,因此導致年功率的損失也很大。
  獲取的結果表明,在少雨時期,由于面板表面的累積污垢,電池效率損失可達到15%以上。面板表面污垢灰塵造成年平均發電效率可降低6%。一般來說,空氣中灰塵污垢包括:灰塵、雨水、污染物,它們的存在會導致電池輸出能量的減少。因為灰塵粒子對太陽光向前散射存在較大影響,導致這種集中式模塊的電流損失通常情況下比非集中式的要高很多。
  在沙特阿拉伯對光伏面板積灰的除塵效果進行了研究,選擇固定傾角24.6°進行為期8個月的實驗,結果表明,每天清洗的面板比從未清洗的面板輸出功率增加了32%。
  在印度Roorkee地區進行了45°角的積塵遮擋實驗,結果顯示,在灰塵遮蔽作用下光伏面板的平均透射率在10天后降低了8%。
  以蚌埠2MW光伏電站進行實驗,結果顯示,灰塵在光伏面板上20天使組件發電功率減少24%,平均每天降低1.2%。
  在西安城區某分布式光伏電站中設計對比實驗,實驗表明在“降塵”天氣影響下,城區灰塵對光伏系統輸出功率降低影響很大,達到15%。
  積塵對光伏面板的影響
  ■輻照度
  覆蓋在光伏面板表面的灰塵阻擋了太陽輻射,導致照射到面板上的有效面積減少,玻璃的透射率降低,削弱了面板所接收的太陽輻射的強度,并且會引起太陽輻照不均勻,使發電量降低,減少了輸出功率。灰塵的沉積濃度越大,面板的透光率越低,其吸收的太陽輻射也越低。
  ■散熱
  覆蓋在光伏面板上的灰塵使通過玻璃板的透射率減小,對太陽輻射起阻礙作用,另外對光伏面板的傳熱形式也產生影響。灰塵附在面板表面阻擋熱量向外傳遞,可能使面板自身熱量得不到釋放,令溫度越來越高,影響光伏發電的效率。
  現有的光伏電站大多使用硅基太陽電池,對溫度感知十分靈敏,當面板表面積累一定厚度的灰塵時,將導致它的傳熱熱阻增大,對面板有保溫作用,使其散熱功能受到影響。實驗結果顯示,每當電池溫度上升1℃,其輸出功率約下降0.5%。
  ■腐蝕
  灰塵的成分比較復雜,有的是酸性物質,有的是堿性物質,而晶硅光伏面板的主要成分為二氧化硅和石灰石等,如果灰塵碰到空氣中的水汽變濕潤,就可與面板的組成物質產生酸性或堿性反應。
  一段時間后,光伏面板表面在酸性或堿性環境的侵蝕下逐漸發生腐蝕、損傷,使表面變得坑坑洼洼,導致光伏面板的光學性能衰減,太陽輻射在面板表面發生漫反射,破壞太陽輻射在光伏面板中傳播的均勻性。
  此外,光伏面板的其他部位也會受到濕潤灰塵的腐蝕,比如結合處、支架等部分,其材料多是各類金屬,發生腐蝕后易導致破損、安全性減弱等問題,可能因強風、地震等自然因素遭到破壞而減少光伏面板服役的壽命。
  光伏組件的除塵方法
  目前有些光伏發電系統還僅依賴于降雨、風等自然作用對光伏面板的積灰進行清除。一些小型光伏電站采用人工清潔的方法,一般用拖把、橡膠刮條或柔軟的抹布進行清洗。
  ■該方法缺點是在清洗過程中不可避免地會對玻璃面板產生劃痕,磨傷玻璃表面,部分工作需兩人配合作業,效率相對較低;優點是不浪費水電資源,幾乎只有人工成本。
  大中型光伏電站人工清潔難度較大,一般采用機械清潔的方式。高壓水槍清洗,水經過加壓后形成水汽混合物,將光伏面板表面塵土沖洗干凈,清潔效果較好,因此被很多光伏電站廣泛采用;
  ■缺點是對水電需求較大,清潔過程中會形成大量污水,污染環境;投入成本主要是機器和人員工資。清洗車清洗,用水量較大,對面板幾乎沒有損傷,效率較高,但需空間寬闊平坦的地區使用,投入成本較高。
  還有機械除塵技術,利用機械化的刷子結合噴水沖洗光伏面板的自動除塵裝置等,靠機械力將粉塵掃走

  ■優點是自動化強,節省人力。但有些機器清潔效果較差,成本較高


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