Atmosferisch stof is een van de belangrijkste factoren die van invloed zijn op de efficiëntie van de opwekking van zonne-energie. Stofvervuiling zal de energieopwekking van fotovoltaïsche energiecentrales, die naar schatting ten minste 5% per jaar bedraagt, aanzienlijk verminderen. Als het wereldwijde geïnstalleerde vermogen naar verwachting in 2020 ongeveer 500 GW zal bereiken, zal de jaarlijkse stroomopwekking worden verminderd als gevolg van stof. Het economische verlies veroorzaakt door het volume zal oplopen tot 5 miljard US dollar. Naarmate de geïnstalleerde basis van elektriciteitscentrales blijft groeien, zal dit verlies ernstiger worden - wanneer de wereldwijde geïnstalleerde capaciteit in 2030 ongeveer 1400 GW is, zal het economische verlies veroorzaakt door stof naar verwachting oplopen tot 13 miljard AMERIKAANSE dollar.
01
temperatuur effect
Op dit moment gebruiken fotovoltaïsche energiecentrales meestal op silicium gebaseerde zonnecelmodules, die erg gevoelig zijn voor temperatuur. Met de ophoping van stof op het oppervlak van de modules wordt de warmteoverdrachtsweerstand van de fotovoltaïsche modules verhoogd en worden ze de warmte-isolatielaag op de fotovoltaïsche modules, waardoor hun warmteafvoer wordt beïnvloed. . Studies hebben aangetoond dat de temperatuur van de zonnecel met 1 °C stijgt en het uitgangsvermogen met ongeveer 0,5% afneemt. Bovendien, wanneer de batterijmodule lange tijd wordt blootgesteld aan zonlicht, warmt het afgedekte deel veel sneller op dan het onbedekte deel, wat resulteert in verbrande donkere vlekken wanneer de temperatuur te hoog is. Onder normale verlichtingsomstandigheden verandert het gearceerde deel van het paneel van een energieopwekkingseenheid in een energieverbruikseenheid en wordt de gearceerde fotovoltaïsche cel een belastingsweerstand die geen elektriciteit genereert, waardoor de stroom wordt verbruikt die wordt gegenereerd door de aangesloten batterij, dat wil zeggen warmte genereert, wat het hotspoteffect is. Dit proces zal de veroudering van het batterijpaneel verergeren, de output verminderen en ervoor zorgen dat de componenten in ernstige gevallen doorbranden.
02
occlusie-effect
Het stof hecht zich aan het oppervlak van het batterijpaneel, dat het licht blokkeert, absorbeert en reflecteert, waarvan de belangrijkste het blokkeren van het licht is. Het reflectie-, absorptie- en schaduweffect van stofdeeltjes op licht beïnvloedt de absorptie van licht door fotovoltaïsche panelen, waardoor de efficiëntie van fotovoltaïsche energieopwekking wordt beïnvloed. Het stof dat op het lichtontvangende oppervlak van de paneelcomponenten wordt afgezet, zal in de eerste plaats de lichtdoorlatendheid van het paneeloppervlak verminderen; ten tweede zal de invallende hoek van wat licht veranderen, waardoor het licht zich ongelijkmatig in de glazen afdekking verspreidt. Studies hebben aangetoond dat onder dezelfde omstandigheden het uitgangsvermogen van schone paneelcomponenten ten minste 5% hoger is dan dat van aangroeimodules, en hoe hoger de hoeveelheid vervuiling, hoe groter de afname van de prestaties van de module-output.
03
Corrosie effecten
Het oppervlak van fotovoltaïsche panelen is meestal gemaakt van glas en de belangrijkste componenten van glas zijn silica en kalksteen. Wanneer nat zuur of alkalisch stof op het oppervlak van de glasafdekking wordt bevestigd, kunnen de componenten van de glasafdekking reageren met zuur of alkali. Naarmate de tijd van het glas in een zure of alkalische omgeving toeneemt, zal het oppervlak van het glas langzaam worden geërodeerd, wat resulteert in de vorming van putten en putten op het oppervlak, wat resulteert in diffuse reflectie van licht op het oppervlak van de afdekplaat, en de uniformiteit van voortplanting in het glas wordt vernietigd. , hoe ruwer de afdekplaat van de fotovoltaïsche module, hoe kleiner de energie van het gebroken licht en de werkelijke energie die het oppervlak van de fotovoltaïsche cel bereikt, neemt af, wat resulteert in een afname van de stroomopwekking van de fotovoltaïsche cel. En ruwe, kleverige oppervlakken met lijmresten hebben de neiging om meer stof te verzamelen dan gladdere oppervlakken. Bovendien zal het stof zelf ook stof aantrekken. Zodra het oorspronkelijke stof bestaat, zal dit leiden tot meer stofophoping en de verzwakking van fotovoltaïsche celenergieopwekking versnellen.
04
Theoretische analyse van stofreiniging
Het glazen oppervlak van fotovoltaïsche modules die buiten worden geplaatst, kan stofdeeltjes opvangen en accumuleren, waardoor een stofkap ontstaat die voorkomt dat licht de cellen binnendringt. Zwaartekracht, van der Waalskrachten en elektrostatische veldkrachten dragen allemaal bij aan stofophoping. Stofdeeltjes interageren niet alleen sterk met het fotovoltaïsche glasoppervlak, maar interageren ook met elkaar. Het reinigen van het stof is het verwijderen van het stof van het oppervlak van het paneel. Om het stof op het oppervlak van het batterijbord te verwijderen, is het noodzakelijk om de hechting tussen het stof en het batterijbord te overwinnen. Het stof op de batterijplaat heeft een bepaalde dikte. Bij het reinigen kan een parallelle belasting, een belasting onder een bepaalde hoek (of verticaal) op de batterijplaat of een roterend koppel op de stoflaag worden aangebracht om de hechting tussen het stof en de batterijplaat te vernietigen. Additief effect, waardoor stof wordt verwijderd.
q—de belasting evenwijdig aan de batterijplaat; F — de belasting onder een bepaalde hoek of loodrecht op de batterijplaat; M— het rotatiemoment dat op de stoflaag wordt aangebracht
Voor het verwijderen van stofdeeltjes is het noodzakelijk om de tangentiële hechtingskracht en de normale hechtingskracht van de stofdeeltjes te overwinnen. De normale hechtingskracht is de hechtingskracht tussen de stofdeeltjes en de batterijplaat en de tangentiële hechtingskracht is relatief klein en kan over het algemeen worden genegeerd. . Als het stof uit de verticale richting wordt verwijderd, is het alleen nodig om de normale hechtingskracht te overwinnen, zoals reinigen met water, het proces van het bevochtigen van de stofdeeltjes, voornamelijk om de normale hechtingskracht te overwinnen. Wanneer het water wordt gereinigd, wordt de intermoleculaire afstand voornamelijk vergroot, waardoor de aantrekkingskracht van van der Waals wordt verminderd en drijfvermogen ontstaat en de van der Waalskracht en zwaartekracht van de adhesiekracht van stofdeeltjes wordt overwonnen. Het toevoegen van een oppervlakteactieve stof aan het water maakt het effect meer uitgesproken en genereert ook een sterke elektrostatische kracht die stof van de panelen verwijdert. De tangentiële hechtingskracht moet ook worden overwonnen wanneer de stofdeeltjes ten opzichte van de batterijplaat bewegen.