灰尘对光伏发电的影响

1 、温度影响

目前光伏电站较多使用硅【guī】基太【tài】阳电池组件,该组【zǔ】件对温度十【shí】分敏感,随灰尘【chén】在【zài】组件表面的【de】积累,增大【dà】了光伏组件的传热热阻,成为光伏组件上的隔热层, 影响其散热。电池组【zǔ】件在长久阳【yáng】光照射【shè】下,被遮盖的部分升温速【sù】度远【yuǎn】大于未被【bèi】遮盖部【bù】分, 致使温度过高出现烧坏的暗斑。

被遮蔽的光伏电池会变成不发电的负载电阻, 消耗相连电池产生的电力, 即发热,这就是热斑效应。此过程会加剧电池板老化,减少出力, 严重时会引起组件烧毁。

2、 遮挡影响

灰尘附着在电池板表面, 会对光线产生遮挡,吸收和反射等作用。

其中最主要是对光的遮挡作用,影响光伏电池板对光的吸收, 从而影响光伏发电效率。灰尘沉积在电池板组件受光面,首先会使电池板表面透光率下降;其次会使部分光线的入射角度发生改变, 造成光线在玻璃盖板中不均匀传播

有研究显示在相同条【tiáo】件下,清洁【jié】的电池板组件【jiàn】与积灰组件相比【bǐ】, 其输【shū】出【chū】功【gōng】率要高出至少5%,且积灰量越高,组件输出性能下降越大。

3 、腐蚀影响

光伏面板表面大多为玻璃材质,当湿润的酸性或碱性灰尘附在玻璃盖板表面时, 玻璃表面就会慢慢被侵蚀, 从而在表面形成坑坑洼洼的现象, 导致光线在盖板表面形成漫反射,在玻璃中的传播【bō】均匀性受到破坏【huài】, 光伏组【zǔ】件盖【gài】板【bǎn】越粗糙,折射光的能量越【yuè】小,实际到达光伏电池表面的能量减小,导致光伏电池发电量减小。

并且粗糙的、带有粘合性残留物的黏滞表面比更光滑的表面更容易积累灰尘。而且灰尘本身也会吸附灰尘, 一旦有了初始【shǐ】灰尘存在, 就【jiù】会导致更多的【de】灰尘累积, 加速【sù】了【le】光伏电池发电量的【de】衰减。

关于清洗

1、人工清洗

人工清洗【xǐ】是最【zuì】原始的组件【jiàn】清洗【xǐ】方式,完全依靠人力完成。这种清【qīng】洗【xǐ】方式工作效率低、清洗周期长、人力成本高,存在人身安全隐患

(1) 人工干洗组件

人【rén】工干洗【xǐ】是采用长【zhǎng】柄绒拖布【bù】配【pèi】合专用洗尘剂进行清洗,使用的油性静电吸尘【chén】剂, 主要【yào】利用静电吸附【fù】原【yuán】理,具有吸附【fù】灰尘和沙粒的【de】作用,能【néng】够增强清洗工具【jù】吸尘去污能力,有效【xiào】地避免在【zài】清扫【sǎo】时的灰尘沙粒【lì】飞扬。由于完全依靠人力,存在表面残留物较多、组件由受力不均可能产生变形隐裂的问题

压缩空气吹扫是通过专用装置吹出压缩空气清除组件表面的灰尘, 用于水资源匮乏的地区。这种方式效率低,且存在灰尘高速摩擦组件的问题,目前很少有电站使用。

(2)人工水洗组件

人工水【shuǐ】洗是【shì】以接在水车上 (或水管上) 的喷【pēn】头向光伏组件表面喷水【shuǐ】冲【chōng】刷, 从而【ér】达到清洗的【de】目的, 压力一般不超过0.4MPa,这种清洗方式优于人工干洗,清洗效率高一些,但用水量较大

水压过大会造成光伏组件电池片的隐裂,导致大面积短【duǎn】路会【huì】造成发【fā】电效率降低。另【lìng】外, 水洗组件【jiàn】自然风干后,在组件表面会形成水渍, 形成微型阴影遮挡,影响发电效率。冬季使用高压水枪产生的冰层会严重弱化组件的光学效应,北方地区尤为显著。

2、半自动清洗设备

目前, 该类设备以工程车辆为载体改装为主 (如下图) , 设备功率大、效率比较高,清洗工作对组件压力一致性好 不会对组件产生不均衡的压力, 造成组件隐裂。

清洗可采取清扫和水洗两种模式,该方式对水资源的依赖性较低,但对光伏组件阵列的高度、宽度、阵列间路面状况的要求较为苛刻

小灰尘大麻烦,光伏组件该如何清洗?

半自动清洗设备

3、自动清洗

自动清洗方式是将清洗【xǐ】装置【zhì】安装【zhuāng】在光伏【fú】组件阵列上,通过程序控制电【diàn】机的转动【dòng】实【shí】现装置对光伏组件的【de】自动【dòng】清洗。这种清洗方式成本高昂, 设计复杂

国【guó】内已【yǐ】有智能清扫机器人 (如下【xià】图图3) ,其方式是电站每排光【guāng】伏组件安装【zhuāng】一台清扫机器【qì】人,自动定期清扫,无人值守。地势平坦的光伏电站可以采用

小灰尘大麻烦,光伏组件该如何清洗?

自动清洗机器人

与传统清洁方式相比, 智能清扫机器人清洗有如下六大优势:

1) 自供电,并带有储能, 无需提供外部电源;

2) 智能控制、无人值守,节省人工费用;

3) 无水清洁、节能环保,节约用水;

4) 运行频次自由设定,根据场区环境定期清洁;

5) 机器人清扫用力均匀, 不会造成电池片隐裂;

6) 机器人可以夜间工作。

另外, 在冬季北方,智能机器人还能除去组件上的积雪。

安装不平整的组件边框有可能卡住机器人, 使其无法正常归位。应用于规模巨大的【de】光伏时,电站运【yùn】维人员【yuán】在【zài】现场难【nán】以找【zhǎo】到故障机器人【rén】的位【wèi】置【zhì】。

本文选自:《清洗世界》,作者:孙玲,王小磊,谢卫东,王富群