Atmosferska prašina je jedan od ključnih faktora koji utiču na efikasnost solarne energije. Zagađenje prašine umnogome će smanjiti generaciju energije fotonaponske elektrane, za koju se procjenjuje da je najmanje 5% godišnje. Ako se očekuje da će globalni instalirani kapacitet dostići oko 500GW u 2020. godini, godišnja generacija energije će biti smanjena zbog prašine. Ekonomski gubitak uzrokovan obimom bit će visok do 5 milijardi američkih dolara. Kako instalirana baza elektrane i dalje raste, ovaj gubitak će postati ozbiljniji – kada je globalni instalirani kapacitet oko 1400GW u 2030. godini, očekuje se da će ekonomski gubitak uzrokovan prašinom biti i do 13 milijardi američkih dolara.
01
efekt temperature
Trenutno fotonaponske elektrane uglavnom koriste module solarnih ćelija na bazi silicona, koji su vrlo osjetljivi na temperaturu. Sa nakupljanjem prašine na površini modula, otpornost na prijenos topline fotonavoltainih modula se povećava, i oni postaju toplotno izolacijski sloj na fotonapadnim modulima, što utječe na njihovu disipaciju topline. . Studije su pokazale da temperatura solarnih ćelija raste za 1°C, a izlazna snaga opada za oko 0,5%. Osim toga, kada je modul baterije dugo izložen sunčevoj svjetlosti, natkriveni dio se zagrijava mnogo brže od neokrivenog dijela, što rezultira izgorjelim tamnim mrljama kada je temperatura previsoka. U normalnim uvjetima iluminacije, zasjenjeni dio panela će se promijeniti iz jedinice za proizvodnju energije u jedinicu za potrošnju energije, a zasjenjena fotonaponska ćelija će postati otpornik tereta koji ne generira struju, konzumirajući snagu koju stvara povezana baterija, to jest, generiranje topline, što je efekat vruće točke. Ovaj proces će pogoršati starenje panela baterije, smanjiti izlaz, i uzrokovati da komponente izgore u teškim slučajevima.
02
efekt okulzije
Prašina se pridržava površine baterijske ploče, koja će blokirati, apsorbirati i reflektirati svjetlo, od kojih je najvažnije blokiranje svjetla. Refleksija, apsorpcija i sjenčanje efekt čestica prašine na svjetlost utječe na apsorpciju svjetlosti fotonaponskim panelima i time utječe na efikasnost fotonaponske generacije snage. Prašina taložena na površini koja prima svjetlost komponenti panela će prvo smanjiti svjetlosni prijenos površine panela; Drugo, ugao incidenta neke svjetlosti će se promijeniti, uzrokujući da se svjetlo neuskladi u staklenom pokrivaču. Studije su pokazale da je pod istim uslovima izlazna snaga komponenti čistog panela najmanje 5% veća od one modula faulinga, a što je veća količina faulinga, to je veći pad izlaznih performansi modula.
03
Efekti korozije
Površina fotonavoltainih panela je uglavnom od stakla, a glavne komponente stakla su silika i krečnjak. Kada se mokra kiselina ili alkalna prašina pričvrsti na površinu staklenog pokrivača, komponente staklenog pokrivača mogu reagirati kiselinom ili alkalnom kiselinom. Kako se vrijeme stakla u kiselinastom ili alkalnom okruženju povećava, površina stakla će se polako erodirati, što će rezultirati formiranjem jama i jama na površini, što rezultira difuznim odrazom svjetlosti na površini pokrivne ploče, a unistava se i uniformnost razmnožavanja u staklu. , što je grublja pokrivna ploča fotonaponskog modula, manja je energija refraktiranog svjetla, a stvarna energija koja dostiže površinu fotonaponske ćelije se snižava, što rezultira sniženjem generacije energije fotonaponske ćelije. I grube, ljepljive površine sa ljepljivim talogom obično akumuliraju više prašine nego glatke površine. Štaviše, i sama prašina će privući prašinu. Jednom kada početna prašina postoji, to će dovesti do više nakupljanja prašine i ubrzati atenijaciju fotonaponske generacije ćelije.
04
Teoretska analiza čišćenja prašine
Staklena površina fotonapadnih modula vani može zarobiti i akumulirati čestice prašine, formirajući pokrivač prašine koji blokira svjetlost od ulaska u ćelije. Gravitacija, van der Waals sile, i elektrostatička polja sile sve doprinose nakupljanju prašine. Čestice prašine ne samo da snažno interakciju sa fotonapadnom staklenom površinom, već i međusobno interakciju. Očistiti prašinu je ukloniti prašinu s površine ploče. Da bi se uklonila prašina na površini table baterije, potrebno je prevazići prianjanje između prašine i table za baterije. Prašina na ploči baterije ima određenu debljinu. Pri čišćenju se na sloj prašine može primijeniti paralelno punjenje, teret pod određenim uglom (ili okomito) na ploču baterije, ili rotirajući moment kako bi se uništila prianjanje između prašine i ploče baterije. Efekat dodatka, i tako uklanjanje prašine.
q—teret paralelno s pločicom baterije; F —teret pod određenim uglom ili uočnjen na pločicu baterije; M—rotacijski trenutak nanesen na sloj prašine
Za uklanjanje čestica prašine potrebno je prevazići tangencijalno prianjanje sile i normalnu prianjajucu silu čestica prašine. Normalna prianjajuća sila je sila prianjanja između čestica prašine i ploče baterije, a tangencijalna prianjajuća sila je relativno mala i općenito se može zanemariti. . Ako se prašina ukloni iz vertikalnog pravca, potrebno je samo prevazići normalnu prianjajuću silu, kao što je čišćenje vodom, proces mokrenja čestica prašine, uglavnom da bi se prevazišla normalna sila prianjanja. Kada se voda očisti, međumolekularna udaljenost je uglavnom povećana, što smanjuje van der Waals atrakciju i proizvodi podmorje, te nadvladava van der Waals silu i gravitaciju prianjajuće sile čestica prašine. Dodavanje surfaktanta u vodu čini efekt više izgovara, a također generira jaku elektrostatsku silu koja uklanja prašinu sa panela. Sila tangencijala prianjanja također mora biti nadvladana kada se čestice prašine kreću u srodstvu s baterijskom pločom.