Debu atmosfera adalah salah satu faktor utama yang mempengaruhi kecekapan penjanaan kuasa solar. Pencemaran habuk akan mengurangkan penjanaan kuasa loji kuasa fotovoltaik, yang dianggarkan sekurang-kurangnya 5% setahun. Sekiranya kapasiti dipasang global dijangka mencapai kira-kira 500GW pada tahun 2020, penjanaan kuasa tahunan akan dikurangkan kerana habuk. Kerugian ekonomi yang disebabkan oleh jumlah itu akan setinggi 5 bilion dolar AS. Oleh kerana pangkalan stesen janakuasa yang dipasang terus berkembang, kerugian ini akan menjadi lebih serius - apabila kapasiti dipasang global adalah kira-kira 1400GW pada tahun 2030, kerugian ekonomi yang disebabkan oleh habuk dijangka setinggi 13 bilion dolar AS.
01
kesan suhu
Pada masa ini, stesen janakuasa fotovoltaik kebanyakannya menggunakan modul sel solar berasaskan silikon, yang sangat sensitif terhadap suhu. Dengan pengumpulan habuk di permukaan modul, rintangan pemindahan haba modul fotovoltaik meningkat, dan mereka menjadi lapisan penebat haba pada modul fotovoltaik, yang mempengaruhi pelesapan haba mereka. . Kajian telah menunjukkan bahawa suhu sel solar meningkat sebanyak 1°C, dan kuasa output berkurangan kira-kira 0.5%. Di samping itu, apabila modul bateri terdedah kepada cahaya matahari untuk masa yang lama, bahagian yang dilindungi memanaskan lebih cepat daripada bahagian yang ditemui, mengakibatkan bintik-bintik gelap terbakar apabila suhu terlalu tinggi. Di bawah keadaan pencahayaan biasa, bahagian panel yang berlorek akan berubah dari unit penjanaan kuasa ke unit penggunaan kuasa, dan sel fotovoltaik yang berlorek akan menjadi perintang beban yang tidak menjana elektrik, memakan kuasa yang dihasilkan oleh bateri yang disambungkan, iaitu, menghasilkan haba, yang merupakan kesan titik panas. Proses ini akan memburukkan lagi penuaan panel bateri, mengurangkan output, dan menyebabkan komponen terbakar dalam kes-kes yang teruk.
02
kesan oklusi
Debu mematuhi permukaan panel bateri, yang akan menyekat, menyerap dan mencerminkan cahaya, yang paling penting ialah menyekat cahaya. Kesan pantulan, penyerapan dan teduhan zarah habuk pada cahaya mempengaruhi penyerapan cahaya oleh panel fotovoltaik, dengan itu menjejaskan kecekapan penjanaan kuasa fotovoltaik. Debu yang disimpan pada permukaan penerima cahaya komponen panel akan terlebih dahulu mengurangkan penghantaran cahaya permukaan panel; kedua, sudut kejadian beberapa cahaya akan berubah, menyebabkan cahaya tersebar tidak sekata dalam penutup kaca. Kajian telah menunjukkan bahawa di bawah keadaan yang sama, kuasa output komponen panel bersih adalah sekurang-kurangnya 5% lebih tinggi daripada modul fouling, dan semakin tinggi jumlah fouling, semakin besar penurunan dalam prestasi output modul.
03
Kesan Kakisan
Permukaan panel fotovoltaik kebanyakannya diperbuat daripada kaca, dan komponen utama kaca adalah silika dan batu kapur. Apabila habuk berasid atau alkali basah dilekatkan pada permukaan penutup kaca, komponen penutup kaca boleh bertindak balas dengan asid atau alkali. Apabila masa kaca dalam persekitaran berasid atau alkali meningkat, permukaan kaca akan perlahan-lahan terhakis, mengakibatkan pembentukan lubang dan lubang di permukaan, mengakibatkan pantulan cahaya yang tersebar di permukaan plat penutup, dan keseragaman penyebaran dalam kaca dimusnahkan. , semakin kasar plat penutup modul fotovoltaik, semakin kecil tenaga cahaya refracted, dan tenaga sebenar yang mencapai permukaan sel fotovoltaik berkurangan, mengakibatkan penurunan dalam penjanaan kuasa sel fotovoltaik. Dan permukaan kasar dan melekit dengan sisa pelekat cenderung mengumpul lebih banyak habuk daripada permukaan yang lebih licin. Selain itu, habuk itu sendiri juga akan menarik habuk. Sebaik sahaja habuk awal wujud, ia akan membawa kepada lebih banyak pengumpulan habuk dan mempercepatkan pengurangan penjanaan kuasa sel fotovoltaik.
04
Analisis Teori Pembersihan Habuk
Permukaan kaca modul fotovoltaik yang diletakkan di luar rumah boleh memerangkap dan mengumpul zarah habuk, membentuk penutup habuk yang menghalang cahaya daripada memasuki sel. Graviti, daya van der Waals, dan daya medan elektrostatik semuanya menyumbang kepada pengumpulan habuk. Zarah habuk bukan sahaja berinteraksi dengan kuat dengan permukaan kaca fotovoltaik, tetapi juga berinteraksi antara satu sama lain. Untuk membersihkan habuk adalah untuk mengeluarkan habuk dari permukaan panel. Untuk mengeluarkan habuk di permukaan papan bateri, perlu mengatasi lekatan antara habuk dan papan bateri. Debu pada plat bateri mempunyai ketebalan tertentu. Apabila membersihkannya, beban selari, beban pada sudut tertentu (atau menegak) ke plat bateri, atau tork berputar boleh digunakan pada lapisan habuk untuk memusnahkan lekatan antara habuk dan plat bateri. Kesan tambahan, dengan itu mengeluarkan habuk.
q—beban selari dengan plat bateri; F—beban pada sudut tertentu atau berserenjang dengan plat bateri; M—momen putaran digunakan pada lapisan habuk
Untuk penyingkiran zarah habuk, adalah perlu untuk mengatasi daya lekatan tangen dan daya lekatan normal zarah habuk. Daya lekatan biasa adalah daya lekatan antara zarah habuk dan plat bateri, dan daya lekatan tangen agak kecil dan secara amnya boleh diabaikan. . Sekiranya habuk dikeluarkan dari arah menegak, hanya perlu mengatasi daya lekatan biasa, seperti pembersihan dengan air, proses membasahi zarah debu, terutamanya untuk mengatasi daya lekatan normal. Apabila air dibersihkan, jarak intermolecular terutamanya meningkat, yang mengurangkan tarikan van der Waals dan menghasilkan keapungan, dan mengatasi daya van der Waals dan graviti daya lekatan zarah habuk. Menambah surfaktan ke dalam air menjadikan kesannya lebih ketara, dan juga menghasilkan daya elektrostatik yang kuat yang menghilangkan habuk dari panel. Daya lekatan tangen juga mesti diatasi apabila zarah habuk bergerak berbanding dengan plat bateri.