La polvere atmosferica è uno dei fattori chiave che influenzano l'efficienza della produzione di energia solare. L'inquinamento da polvere ridurrà notevolmente la produzione di energia delle centrali fotovoltaiche, che si stima sia almeno del 5% all'anno. Se si prevede che la capacità installata globale raggiungerà circa 500 GW nel 2020, la produzione annuale di energia sarà ridotta a causa della polvere. La perdita economica causata dal volume raggiungerà i 5 miliardi di dollari USA. Poiché la base installata di centrali elettriche continua a crescere, questa perdita diventerà più grave: quando la capacità installata globale sarà di circa 1400 GW nel 2030, la perdita economica causata dalla polvere dovrebbe raggiungere i 13 miliardi di dollari USA.
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effetto della temperatura
Al momento, le centrali fotovoltaiche utilizzano principalmente moduli a celle solari a base di silicio{{0}}, che sono molto sensibili alla temperatura. Con l'accumulo di polvere sulla superficie dei moduli, aumenta la resistenza al trasferimento di calore dei moduli fotovoltaici, che diventano lo strato di isolamento termico dei moduli fotovoltaici, influenzandone la dissipazione del calore. . Gli studi hanno dimostrato che la temperatura della cella solare aumenta di 1 grado e la potenza di uscita diminuisce di circa lo 0,5%. Inoltre, quando il modulo batteria è esposto alla luce solare per lungo tempo, la parte coperta si riscalda molto più velocemente della parte scoperta, provocando macchie scure bruciate quando la temperatura è troppo alta. In condizioni di illuminazione normale, la parte in ombra del pannello si trasformerà da unità di produzione di energia in unità di consumo, e la cella fotovoltaica in ombra diventerà una resistenza di carico che non genera elettricità, consumando l'energia generata dalla batteria collegata, che è, generando calore, che è l'effetto del punto caldo. Questo processo aggraverà l'invecchiamento del pannello della batteria, ridurrà l'uscita e causerà l'esaurimento dei componenti nei casi più gravi.
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effetto di occlusione
La polvere aderisce alla superficie del pannello della batteria, che bloccherà, assorbirà e rifletterà la luce, la più importante delle quali è il blocco della luce. L'effetto di riflessione, assorbimento e ombreggiamento delle particelle di polvere sulla luce influisce sull'assorbimento della luce da parte dei pannelli fotovoltaici, influenzando così l'efficienza della produzione di energia fotovoltaica. La polvere depositata sulla{0}}superficie ricevente la luce dei componenti del pannello ridurrà in primo luogo la trasmissione luminosa della superficie del pannello; in secondo luogo, l'angolo di incidenza di una parte della luce cambierà, facendo sì che la luce si diffonda in modo non uniforme nella copertura di vetro. Gli studi hanno dimostrato che nelle stesse condizioni, la potenza di uscita dei componenti del pannello pulito è almeno il 5% superiore a quella dei moduli che presentano incrostazioni e maggiore è la quantità di incrostazioni, maggiore è il calo delle prestazioni di uscita dei moduli.
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Effetti di corrosione
La superficie dei pannelli fotovoltaici è per lo più realizzata in vetro e i componenti principali del vetro sono silice e calcare. Quando la polvere acida o alcalina bagnata è attaccata alla superficie della copertura in vetro, i componenti della copertura in vetro possono reagire con acido o alcali. Con l'aumentare del tempo del vetro in un ambiente acido o alcalino, la superficie del vetro verrà lentamente erosa, con conseguente formazione di buche e buche sulla superficie, con conseguente riflessione diffusa della luce sulla superficie della piastra di copertura, e l'uniformità di propagazione nel vetro è distrutta. , più ruvida è la piastra di copertura del modulo fotovoltaico, minore è l'energia della luce rifratta e diminuisce l'energia effettiva che raggiunge la superficie della cella fotovoltaica, con conseguente diminuzione della produzione di energia della cella fotovoltaica. E le superfici ruvide e appiccicose con residui di adesivo tendono ad accumulare più polvere rispetto alle superfici più lisce. Inoltre, la polvere stessa attirerà anche la polvere. Una volta che la polvere iniziale esiste, porterà a un maggiore accumulo di polvere e accelererà l'attenuazione della generazione di energia delle celle fotovoltaiche.
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Analisi teorica della pulizia delle polveri
La superficie in vetro dei moduli fotovoltaici posti all'esterno può intrappolare e accumulare particelle di polvere, formando una copertura antipolvere che impedisce alla luce di entrare nelle celle. La gravità, le forze di van der Waals e le forze del campo elettrostatico contribuiscono tutte all'accumulo di polvere. Le particelle di polvere non solo interagiscono fortemente con la superficie del vetro fotovoltaico, ma interagiscono anche tra loro. Per pulire la polvere è necessario rimuovere la polvere dalla superficie del pannello. Per rimuovere la polvere sulla superficie della scheda batteria, è necessario superare l'adesione tra la polvere e la scheda batteria. La polvere sulla piastra della batteria ha un certo spessore. Durante la pulizia, è possibile applicare allo strato di polvere un carico parallelo, un carico ad un certo angolo (o verticale) rispetto alla piastra della batteria o una coppia di rotazione per distruggere l'adesione tra la polvere e la piastra della batteria. Effetto additivo, rimuovendo così la polvere.
q—il carico parallelo alla piastra della batteria; F—il carico ad un certo angolo o perpendicolare alla piastra della batteria; M: il momento di rotazione applicato allo strato di polvere
Per la rimozione delle particelle di polvere, è necessario superare la forza di adesione tangenziale e la normale forza di adesione delle particelle di polvere. La forza di adesione normale è la forza di adesione tra le particelle di polvere e la piastra della batteria e la forza di adesione tangenziale è relativamente piccola e generalmente può essere ignorata. . Se la polvere viene rimossa dalla direzione verticale, è solo necessario superare la normale forza di adesione, come la pulizia con acqua, il processo di bagnatura delle particelle di polvere, principalmente per superare la normale forza di adesione. Quando l'acqua viene pulita, la distanza intermolecolare viene principalmente aumentata, il che riduce l'attrazione di van der Waals e produce galleggiabilità e supera la forza di van der Waals e la gravità della forza di adesione delle particelle di polvere. L'aggiunta di un tensioattivo all'acqua rende l'effetto più pronunciato e genera anche una forte forza elettrostatica che rimuove la polvere dai pannelli. La forza di adesione tangenziale deve essere vinta anche quando le particelle di polvere si muovono rispetto alla piastra della batteria.