A légköri por az egyik kulcsfontosságú tényező, amely befolyásolja a napenergia-termelés hatékonyságát. A porszennyezés nagymértékben csökkenti a fotovoltaikus erőművek energiatermelését, amely a becslések szerint évente legalább 5 százalék. Ha a globális beépített kapacitás várhatóan eléri az 500 GW-ot 2020-ban, az éves energiatermelés csökkenni fog a por miatt. A kötet által okozott gazdasági veszteség elérheti az 5 milliárd dollárt is. Ahogy az erőművek telepített bázisa tovább növekszik, ez a veszteség egyre súlyosabb lesz – amikor a globális beépített kapacitás 2030-ban körülbelül 1400 GW, a por okozta gazdasági veszteség várhatóan eléri a 13 milliárd dollárt.
01
hőmérséklet hatása
Jelenleg a fotovoltaikus erőművek többnyire szilícium{{0}}alapú napelemmodulokat használnak, amelyek nagyon érzékenyek a hőmérsékletre. A por felhalmozódásával a modulok felületén megnő a fotovoltaikus modulok hőátadási ellenállása, és hőszigetelő réteggé válnak a fotovoltaikus modulokon, befolyásolva a hőleadásukat. . Tanulmányok kimutatták, hogy a napelem hőmérséklete 1 fokkal emelkedik, és a kimeneti teljesítmény körülbelül 0,5 százalékkal csökken. Ezen túlmenően, ha az akkumulátormodult hosszú ideig napfény éri, a fedett rész sokkal gyorsabban melegszik fel, mint a fedetlen rész, ami túl magas hőmérséklet esetén égett sötét foltokat eredményez. Normál megvilágítási körülmények között a panel árnyékolt része áramtermelő egységből energiafelhasználó egységgé változik, és az árnyékolt fotovoltaikus cella olyan terhelési ellenállássá válik, amely nem termel áramot, felemészti a csatlakoztatott akkumulátor által termelt energiát, az, hogy hőt termel, ami a hot spot hatás. Ez a folyamat súlyosbítja az akkumulátorpanel elöregedését, csökkenti a teljesítményt, és súlyos esetekben az alkatrészek kiégését okozza.
02
elzáródási hatás
A por az akkumulátor panel felületéhez tapad, amely blokkolja, elnyeli és visszaveri a fényt, amelyek közül a legfontosabb a fény blokkolása. A porrészecskék fényre való visszaverődése, elnyelő és árnyékoló hatása befolyásolja a fotovoltaikus panelek fényelnyelését, ezáltal befolyásolja a fotovoltaikus energiatermelés hatékonyságát. A panelelemek fényt{0}}fogadó felületére lerakódott por először is csökkenti a panel felületének fényáteresztő képességét; másodszor, bizonyos fény beesési szöge megváltozik, aminek következtében a fény egyenetlenül terjed az üvegburkolatban. Tanulmányok kimutatták, hogy azonos feltételek mellett a tiszta panelelemek kimeneti teljesítménye legalább 5 százalékkal nagyobb, mint a szennyeződést okozó moduloké, és minél nagyobb a szennyeződés mértéke, annál nagyobb a modul kimeneti teljesítményének csökkenése.
03
Korróziós hatások
A fotovoltaikus panelek felülete többnyire üvegből készül, az üveg fő alkotóelemei a szilícium-dioxid és a mészkő. Ha nedves savas vagy lúgos por tapad az üvegburkolat felületére, az üvegburkolat összetevői reakcióba léphetnek savval vagy lúggal. Ahogy az üveg savas vagy lúgos környezetben eltöltött ideje növekszik, az üveg felülete lassan erodálódik, aminek következtében gödrök és gödrök keletkeznek a felületen, ami a fény diffúz visszaverődését eredményezi a fedőlemez felületén, és az üvegben a terjedés egyenletessége megsemmisül. , minél durvább a fotovoltaikus modul fedlapja, annál kisebb a megtört fény energiája, és a fotovoltaikus cella felületét elérő tényleges energia csökken, aminek következtében a fotovoltaikus cella energiatermelése csökken. A ragasztómaradványokat tartalmazó durva, ragadós felületek pedig hajlamosak több port felhalmozni, mint a simább felületek. Sőt, maga a por is vonzza a port. Ha a kezdeti por már létezik, az több porfelhalmozódáshoz vezet, és felgyorsítja a fotovoltaikus cellák energiatermelésének csillapítását.
04
A portisztítás elméleti elemzése
A szabadban elhelyezett fotovoltaikus modulok üvegfelülete felfoghatja és felhalmozhatja a porrészecskéket, így porburkolatot képezve, amely megakadályozza a fény bejutását a cellákba. A gravitáció, a van der Waals-erők és az elektrosztatikus térerők mind hozzájárulnak a por felhalmozódásához. A porszemcsék nemcsak erős kölcsönhatásba lépnek a fotovoltaikus üvegfelülettel, hanem egymással is. A por tisztítása annyi, mint a port a panel felületéről eltávolítani. Az akkumulátor kártya felületén lévő por eltávolításához le kell küzdeni a por és az akkumulátor panel közötti tapadást. Az akkumulátorlemezen lévő por bizonyos vastagságú. Tisztítása során párhuzamos terhelést, az akkumulátorlemezzel bizonyos szögben (vagy függőlegesen) elhelyezett terhelést, vagy forgó nyomatékot lehet alkalmazni a porrétegre, hogy megsemmisítse a por és az akkumulátorlemez közötti tapadást. Additív hatás, ezáltal eltávolítja a port.
q – az akkumulátorlemezzel párhuzamos terhelés; F - a terhelés bizonyos szögben vagy merőlegesen az akkumulátor lemezére; M – a porrétegre alkalmazott forgási nyomaték
A porszemcsék eltávolításához le kell győzni a tangenciális tapadóerőt és a porszemcsék normál tapadási erejét. A normál tapadási erő a porszemcsék és az akkumulátorlemez közötti tapadási erő, a tangenciális tapadási erő pedig viszonylag kicsi, és általában figyelmen kívül hagyható. . Ha a port függőleges irányból távolítják el, akkor csak a normál tapadási erőt kell leküzdeni, mint például a vízzel való tisztítás, a porszemcsék nedvesítésének folyamata, elsősorban a normál tapadási erő leküzdése érdekében. Amikor a vizet megtisztítják, az intermolekuláris távolság főként megnő, ami csökkenti a van der Waals vonzást és felhajtóerőt eredményez, valamint legyőzi a porrészecskék tapadási erejének van der Waals erejét és gravitációját. Ha felületaktív anyagot adunk a vízhez, a hatás még kifejezettebbé válik, emellett erős elektrosztatikus erőt hoz létre, amely eltávolítja a port a panelekről. A tangenciális tapadási erőt akkor is le kell győzni, amikor a porszemcsék az akkumulátor lemezéhez képest elmozdulnak.