本文關(guān)鍵詞：荒漠光伏太陽能電池板表面灰塵作用機(jī)理及其清潔方法研究

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【摘要】：隨著光伏產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展,光伏電站的后期維護(hù)和提高光伏發(fā)電效率的問題逐漸成為人們關(guān)注當(dāng)日焦點(diǎn)。在風(fēng)沙較大的荒漠地區(qū),電池板表面積灰已成為影響光伏電站平穩(wěn)、高效運(yùn)行的主要因素之一。在荒漠地區(qū),清潔電池板表面的積灰已成為光伏電站后期維護(hù)的主要工作。本文針對如何有效清潔電池板積灰的問題,根據(jù)灰塵自身成分、形貌和粒徑等特性,提出了灰塵顆粒粘附模型來解釋電池板積灰的成因;同時(shí)在研究了灰塵對光伏發(fā)電影響的基礎(chǔ)上,自制清潔裝置一套進(jìn)行灰塵清潔實(shí)驗(yàn)研究。為明確灰塵對光發(fā)電的影響,以格爾木和共和荒漠地區(qū)為例,對光伏電池板表面灰塵及電站地表細(xì)沙土成分進(jìn)行檢測,二者成分十分接近;顯微觀察灰塵形貌多為球形顆粒;測定灰塵粒徑多為微米級(灰塵粒徑D=0.356~126.192μm;地表細(xì)沙D=0.283~158.866μm),由此可知電池板表面灰塵來源于地表。對光伏發(fā)電數(shù)據(jù)采集,通過負(fù)載電流、電壓得出積灰量電池板發(fā)電量的關(guān)系:電池板表面積灰量一般在1~8g/m2之間,發(fā)電效率一般會降低5%~25%;隨著積灰量的增多,電池板發(fā)電效率會明顯下降,并呈近似的指數(shù)變化。在分析表面粘附能量的基礎(chǔ)上,假設(shè)接觸不變形條件下,依據(jù)宏觀分子間作用理論分析提出了電池板表面灰塵顆粒粘附受力模型。結(jié)合荒漠地區(qū)電池板表面灰塵主要成分和粒徑,給出了灰塵受力參數(shù);計(jì)算了灰塵顆粒所受的范德華力、靜電力及重力,給出由參數(shù)改變引起的灰塵受力的變化規(guī)律�；覊m在電池板表面的粘附力隨灰塵顆粒半徑的增大而增大,其取值范圍為10-10~10-8 N;得出當(dāng)灰塵顆粒半徑較小時(shí),顆粒與電池板間的主要粘附力為范德華力,當(dāng)灰塵顆粒半徑較大時(shí),重力則成為主導(dǎo)粘附力。由灰塵特性和灰塵粘附受力以及荒漠地區(qū)自然條件,確定以機(jī)械擦除并加入少量水的清潔方法開展清潔實(shí)驗(yàn)。通過改變擦除壓力、擦除速度、擦除方式和擦除次數(shù)等主要擦除參數(shù),得到了灰塵物理擦除如下結(jié)論:在一定范圍內(nèi)(0-250N),擦除壓力越大,灰塵擦除效果越好;擦除速度對灰塵擦除效果影響不大;一定擦除壓力下,二次和三次擦除擦除效果明顯,但不需要進(jìn)行更多次的擦除。根據(jù)荒漠地區(qū)電池板水清潔后仍有污垢的現(xiàn)象,分析清潔灰塵時(shí)所用地下水的成分及特性,再結(jié)合灰塵自身特性,探索加入化學(xué)試劑的清潔方案。水清潔時(shí)加入陰離子型表面活性劑,合理配比,令水呈偏酸性,可達(dá)到較好的清潔效果。對太陽能電池板表面灰塵的作用機(jī)理和清潔實(shí)驗(yàn)的研究,將為光伏產(chǎn)業(yè)大面積電池板的后期清潔維護(hù)提供理論依據(jù),提高光伏產(chǎn)業(yè)效益。
【學(xué)位授予單位】：青海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM914.4

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本文編號：1252509