荒漠光伏太陽(yáng)能電池板表面灰塵作用機(jī)理及其清潔方法研究.pdf

1、隨著光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，光伏電站的后期維護(hù)和提高光伏發(fā)電效率的問(wèn)題逐漸成為人們關(guān)注當(dāng)日焦點(diǎn)。在風(fēng)沙較大的荒漠地區(qū)，電池板表面積灰已成為影響光伏電站平穩(wěn)、高效運(yùn)行的主要因素之一。在荒漠地區(qū)，清潔電池板表面的積灰已成為光伏電站后期維護(hù)的主要工作。本文針對(duì)如何有效清潔電池板積灰的問(wèn)題，根據(jù)灰塵自身成分、形貌和粒徑等特性，提出了灰塵顆粒粘附模型來(lái)解釋電池板積灰的成因；同時(shí)在研究了灰塵對(duì)光伏發(fā)電影響的基礎(chǔ)上，自制清潔裝置一套進(jìn)行灰塵清潔實(shí)驗(yàn)研究。

2、
　　為明確灰塵對(duì)光發(fā)電的影響，以格爾木和共和荒漠地區(qū)為例，對(duì)光伏電池板表面灰塵及電站地表細(xì)沙土成分進(jìn)行檢測(cè)，二者成分十分接近；顯微觀察灰塵形貌多為球形顆粒；測(cè)定灰塵粒徑多為微米級(jí)（灰塵粒徑 D=0.356～126.192μm；地表細(xì)沙D=0.283～158.866μm），由此可知電池板表面灰塵來(lái)源于地表。對(duì)光伏發(fā)電數(shù)據(jù)采集，通過(guò)負(fù)載電流、電壓得出積灰量電池板發(fā)電量的關(guān)系：電池板表面積灰量一般在1～8g/m2之間，發(fā)電效率一般會(huì)降

3、低5％～25%；隨著積灰量的增多，電池板發(fā)電效率會(huì)明顯下降，并呈近似的指數(shù)變化。
　　在分析表面粘附能量的基礎(chǔ)上，假設(shè)接觸不變形條件下，依據(jù)宏觀分子間作用理論分析提出了電池板表面灰塵顆粒粘附受力模型。結(jié)合荒漠地區(qū)電池板表面灰塵主要成分和粒徑，給出了灰塵受力參數(shù)；計(jì)算了灰塵顆粒所受的范德華力、靜電力及重力，給出由參數(shù)改變引起的灰塵受力的變化規(guī)律?；覊m在電池板表面的粘附力隨灰塵顆粒半徑的增大而增大，其取值范圍為10-10～10-8 N

4、；得出當(dāng)灰塵顆粒半徑較小時(shí)，顆粒與電池板間的主要粘附力為范德華力，當(dāng)灰塵顆粒半徑較大時(shí)，重力則成為主導(dǎo)粘附力。
　　由灰塵特性和灰塵粘附受力以及荒漠地區(qū)自然條件，確定以機(jī)械擦除并加入少量水的清潔方法開展清潔實(shí)驗(yàn)。通過(guò)改變擦除壓力、擦除速度、擦除方式和擦除次數(shù)等主要擦除參數(shù)，得到了灰塵物理擦除如下結(jié)論：在一定范圍內(nèi)（0-250N），擦除壓力越大，灰塵擦除效果越好；擦除速度對(duì)灰塵擦除效果影響不大；一定擦除壓力下，二次和三次擦除擦除效果