Atmosfærisk støv er en av nøkkelfaktorene som påvirker effektiviteten til solenergiproduksjon. Støvforurensning vil i stor grad redusere kraftproduksjonen til solcellekraftverk, som er beregnet til å være minst 5 prosent per år. Hvis den globale installerte kapasiteten forventes å nå rundt 500GW i 2020, vil den årlige kraftproduksjonen reduseres på grunn av støv. Det økonomiske tapet forårsaket av volumet vil være så høyt som 5 milliarder amerikanske dollar. Ettersom den installerte basen av kraftstasjoner fortsetter å vokse, vil dette tapet bli mer alvorlig – når den globale installerte kapasiteten er rundt 1400 GW i 2030, forventes det økonomiske tapet forårsaket av støv å være så høyt som 13 milliarder amerikanske dollar.
01
temperatureffekt
For tiden bruker solcellekraftverk for det meste silisium{{0}}baserte solcellemoduler, som er svært følsomme for temperatur. Med akkumulering av støv på overflaten av modulene økes varmeoverføringsmotstanden til de fotovoltaiske modulene, og de blir varmeisolasjonslaget på de fotovoltaiske modulene, noe som påvirker deres varmeavledning. . Studier har vist at solcelletemperaturen stiger med 1 grad, og utgangseffekten synker med ca 0,5 prosent. I tillegg, når batterimodulen utsettes for sollys i lang tid, varmes den dekkede delen opp mye raskere enn den utildekkede delen, noe som resulterer i brente mørke flekker når temperaturen er for høy. Under normale lysforhold vil den skraverte delen av panelet endres fra en kraftproduksjonsenhet til en strømforbruksenhet, og den skraverte fotovoltaiske cellen vil bli en belastningsmotstand som ikke genererer elektrisitet, som forbruker strømmen som genereres av det tilkoblede batteriet, som er å generere varme, som er hot spot-effekten. Denne prosessen vil forverre aldring av batteripanelet, redusere ytelsen og føre til at komponentene brenner ut i alvorlige tilfeller.
02
okklusjonseffekt
Støvet fester seg til overflaten av batteripanelet, som vil blokkere, absorbere og reflektere lyset, hvorav den viktigste er blokkeringen av lyset. Refleksjon, absorpsjon og skyggevirkning av støvpartikler på lys påvirker absorpsjonen av lys av fotovoltaiske paneler, og påvirker dermed effektiviteten til fotovoltaisk kraftproduksjon. Støvet som avsettes på den lysmottakende-overflaten til panelkomponentene vil for det første redusere lystransmittansen til paneloverflaten; for det andre vil innfallsvinkelen til noe lys endres, slik at lyset sprer seg ujevnt i glassdekselet. Studier har vist at under de samme forholdene er utgangseffekten til rene panelkomponenter minst 5 prosent høyere enn for begroingsmoduler, og jo høyere mengde begroing, desto større er reduksjonen i modulytelse.
03
Korrosjonseffekter
Overflaten på solcellepaneler er for det meste laget av glass, og hovedkomponentene i glass er silika og kalkstein. Når vått surt eller alkalisk støv festes til overflaten av glassdekselet, kan komponentene i glassdekselet reagere med syre eller alkali. Ettersom tiden for glasset i et surt eller alkalisk miljø øker, vil overflaten av glasset sakte eroderes, noe som resulterer i dannelse av groper og groper på overflaten, noe som resulterer i diffus refleksjon av lys på overflaten av dekkplaten, og jevnheten av forplantningen i glasset blir ødelagt. , jo grovere dekkplaten til den fotovoltaiske modulen er, desto mindre blir energien til det brutte lyset, og den faktiske energien som når overflaten av den fotovoltaiske cellen avtar, noe som resulterer i en reduksjon i energiproduksjonen til den fotovoltaiske cellen. Og grove, klebrige overflater med limrester har en tendens til å samle seg mer støv enn jevnere overflater. Dessuten vil selve støvet også tiltrekke seg støv. Når det første støvet eksisterer, vil det føre til mer støvakkumulering og akselerere dempningen av fotovoltaisk cellekraftproduksjon.
04
Teoretisk analyse av støvrensing
Glassoverflaten til fotovoltaiske moduler plassert utendørs kan fange og samle støvpartikler, og danner et støvdeksel som blokkerer lys fra å komme inn i cellene. Tyngdekraft, van der Waals-krefter og elektrostatiske feltkrefter bidrar alle til støvakkumulering. Støvpartikler samhandler ikke bare sterkt med den fotovoltaiske glassoverflaten, men samhandler også med hverandre. For å rense støvet er å fjerne støvet fra overflaten av panelet. For å fjerne støvet på overflaten av batterikortet, er det nødvendig å overvinne adhesjonen mellom støvet og batterikortet. Støvet på batteriplaten har en viss tykkelse. Ved rengjøring kan en parallell belastning, en belastning i en viss vinkel (eller vertikal) til batteriplaten, eller et roterende dreiemoment påføres støvlaget for å ødelegge adhesjonen mellom støvet og batteriplaten. Additiv effekt, og fjerner dermed støv.
q—lasten parallelt med batteriplaten; F—belastningen i en viss vinkel eller vinkelrett på batteriplaten; M – rotasjonsmomentet som påføres støvlaget
For fjerning av støvpartikler er det nødvendig å overvinne den tangentielle adhesjonskraften og den normale adhesjonskraften til støvpartiklene. Den normale adhesjonskraften er adhesjonskraften mellom støvpartiklene og batteriplaten, og den tangentielle adhesjonskraften er relativt liten og kan generelt ignoreres. . Hvis støvet fjernes fra vertikal retning, er det bare nødvendig å overvinne den normale adhesjonskraften, for eksempel rengjøring med vann, prosessen med å fukte støvpartiklene, hovedsakelig for å overvinne den normale adhesjonskraften. Når vannet renses, økes den intermolekylære avstanden hovedsakelig, noe som reduserer van der Waals-attraksjonen og produserer oppdrift, og overvinner van der Waals-kraften og tyngdekraften til adhesjonskraften til støvpartikler. Tilsetning av et overflateaktivt middel til vannet gjør effekten mer uttalt, og genererer også en sterk elektrostatisk kraft som fjerner støv fra panelene. Den tangentielle adhesjonskraften må også overvinnes når støvpartiklene beveger seg i forhold til batteriplaten.