荒漠光伏太陽能電池板表面灰塵作用機理及其清潔方法研究.pdf

1、隨著光伏產業(yè)的蓬勃發(fā)展，光伏電站的后期維護和提高光伏發(fā)電效率的問題逐漸成為人們關注當日焦點。在風沙較大的荒漠地區(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的主要工作。本文針對如何有效清潔電池板積灰的問題，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解釋電池板積灰的成因；同時在研究了灰塵對光伏發(fā)電影響的基礎上，自制清潔裝置一套進行灰塵清潔實驗研究。

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

3、低5％～25%；隨著積灰量的增多，電池板發(fā)電效率會明顯下降，并呈近似的指數(shù)變化。
　　在分析表面粘附能量的基礎上，假設接觸不變形條件下，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。灰塵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、；得出當灰塵顆粒半徑較小時，顆粒與電池板間的主要粘附力為范德華力，當灰塵顆粒半徑較大時，重力則成為主導粘附力。
　　由灰塵特性和灰塵粘附受力以及荒漠地區(qū)自然條件，確定以機械擦除并加入少量水的清潔方法開展清潔實驗。通過改變擦除壓力、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論：在一定范圍內（0-250N），擦除壓力越大，灰塵擦除效果越好；擦除速度對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