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【干貨】灰塵到底如何影響光伏電站效率

2018-05-30 14:50:44 大云網(wǎng)  點擊量: 評論 (0)
陽光是取之不盡用之不竭的能量來源,但光資源在地球表面分布并不均勻。低維度,在35°N到35°S區(qū)域內的干旱半干旱地區(qū),接收的直射輻照量是最高的。比如,美國加利福尼亞的莫哈韋沙漠。然而,這些擁有高輻照量的地區(qū)卻備受灰塵的困擾,損失巨大。

灰塵來源于工業(yè)排放物、燃燒煙塵、土壤揚塵、大氣污染等等,它們肆意分布在大氣中并且無處不在。光伏電池板表面的灰塵會減少接收輻照量,進而產(chǎn)生能量損失。

灰塵損失介紹

陽光是取之不盡用之不竭的能量來源,但光資源在地球表面分布并不均勻。低維度,在35°N到35°S區(qū)域內的干旱半干旱地區(qū),接收的直射輻照量是最高的。比如,美國加利福尼亞的莫哈韋沙漠。然而,這些擁有高輻照量的地區(qū)卻備受灰塵的困擾,損失巨大。

灰塵對光伏電池板的影響主要來源于兩個方面,一是灰塵性質,二是當?shù)氐沫h(huán)境條件。灰塵具備多種化學、生物和靜電性質,同時根據(jù)大小、形狀和重量的差別可分為不同的類型。當?shù)丨h(huán)境因素則包括當?shù)亟ㄖ玫匦再|、建筑特征(安裝的方向和角度)、環(huán)境特點(植被種類)以及氣候條件等。光伏面板的表面情況也相當重要,一個粗糙的、帶有粘合性殘留物的粘滯表面比更光滑的表面更容易積累灰塵。而且灰塵本身也會吸附灰塵,一旦有了初始灰塵存在,就會導致更多的灰塵累計。

考慮重力因素,水平的表面通常比傾斜表面更容易累計灰塵。此外還需要考慮風的運動,一般而言,低速風會促進灰塵累積,高速風可以消除灰塵累積。在一個傾斜或者垂直的面板表面,灰塵很可能沉聚在一個由高速風運動所產(chǎn)生的低壓風速帶,這就是為何灰塵會在面板邊緣沉積的原因。

不同情況下的灰塵損失

下圖展示了不同地區(qū)、不同情況下的試驗結果和結論,這些數(shù)據(jù)在光伏電站設計階段都是非常有用的信息。在一個干燥氣候的環(huán)境中,如果長時間無降水,灰塵的累積將給光伏系統(tǒng)帶來較大的損失。另一些如鐵屑、鳥類糞便等也會帶來半永久性的損失,這些損失即使在強降水情況下也不能恢復。因此,在干旱季節(jié),為減少灰塵帶來的損失,應綜合考慮當?shù)匚廴厩闆r的嚴重性、清潔成本和困難度,展開一次到兩次的清潔工作。

▲圖1.不同周邊環(huán)境下的灰塵日平均損失

(注:數(shù)據(jù)來源太陽能國際大會會議,1洛杉磯,2圣地亞哥,3加州薩克拉門托,4加州弗雷斯諾,5舊金山,6佩塔盧馬,7拉斯維加斯,8鳳凰城)

從上圖可以看出郊區(qū)環(huán)境灰塵損失較高均在4%以上,城區(qū)則在1.5%~5%之間。

▲圖2.不同傾角下的灰塵損失

(注:該測試數(shù)據(jù)取自2011年1月份到3月份,共3個月度數(shù)據(jù),地點在美國亞利桑那州)

可以看到同一緯度地區(qū)隨著傾角增大,灰塵損失處于減少趨勢。

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責任編輯:蔣桂云

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