대기 먼지는 태양 광 발전의 효율성에 영향을 미치는 핵심 요소 중 하나입니다. 먼지 오염은 연간 적어도 5 %로 추정되는 태양 광 발전소의 발전을 크게 감소시킬 것입니다. 2020년에 전 세계 설치 용량이 약 500GW에 달할 것으로 예상되면 먼지로 인해 연간 발전량이 줄어들 것입니다. 볼륨으로 인한 경제적 손실은 50 억 달러만큼 높을 것입니다. 발전소의 설치 기반이 계속 증가함에 따라이 손실은 더욱 심각해질 것입니다 - 전 세계 설치 용량이 2030 년에 약 1400GW가 될 때, 먼지로 인한 경제적 손실은 130 억 달러만큼 높을 것으로 예상됩니다.
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온도 효과
현재 태양 광 발전소는 주로 온도에 매우 민감한 실리콘 기반 태양 전지 모듈을 사용합니다. 모듈 표면에 먼지가 축적되면 태양 광 모듈의 내열성이 증가하고 태양 광 모듈의 단열 층이되어 열 발산에 영향을 미칩니다. . 연구에 따르면 태양 전지 온도는 1 ° C만큼 상승하고 출력 전력은 약 0.5 % 감소합니다. 또한 배터리 모듈이 오랫동안 햇빛에 노출되면 덮인 부분이 덮개가 없는 부분보다 훨씬 빠르게 가열되어 온도가 너무 높을 때 어두운 점이 연소됩니다. 정상적인 조명 조건에서 패널의 음영 처리 된 부분은 발전 장치에서 전력 소비 장치로 변경되고 음영 처리 된 태양 광 전지는 전기를 생성하지 않는 부하 저항기가되어 연결된 배터리에서 생성 된 전력, 즉 열을 발생시켜 핫 스폿 효과입니다. 이 과정은 배터리 패널의 노화를 악화시키고 출력을 줄이며 심한 경우 구성 요소가 소진되도록합니다.
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폐색 효과
먼지는 배터리 패널의 표면에 부착되어 빛을 차단, 흡수 및 반사하며, 그 중 가장 중요한 것은 빛을 차단하는 것입니다. 먼지 입자가 빛에 미치는 반사, 흡수 및 음영 효과는 광전지 패널에 의한 빛의 흡수에 영향을 미쳐 광전지 발전 효율에 영향을 미칩니다. 패널 구성 요소의 수광면에 증착 된 먼지는 먼저 패널 표면의 광 투과율을 감소시킵니다. 둘째, 일부 빛의 입사 각도가 변경되어 빛이 유리 덮개에 고르지 않게 퍼집니다. 연구에 따르면 동일한 조건에서 클린 패널 구성 요소의 출력 전력은 파울링 모듈보다 적어도 5 % 높으며 파울링의 양이 많을수록 모듈 출력 성능이 크게 저하됩니다.
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부식 효과
태양 광 패널의 표면은 대부분 유리로 만들어졌으며 유리의 주요 구성 요소는 실리카와 석회암입니다. 젖은 산성 또는 알칼리성 먼지가 유리 덮개의 표면에 부착되면 유리 덮개의 구성 요소가 산 또는 알칼리와 반응 할 수 있습니다. 산성 또는 알칼리성 환경에서 유리의 시간이 증가함에 따라 유리 표면이 천천히 침식되어 표면에 구덩이와 구덩이가 형성되어 커버 플레이트 표면에 빛의 확산 반사가 발생하고 유리의 전파 균일 성이 파괴됩니다. 태양광 모듈의 커버 플레이트가 거칠수록 굴절된 빛의 에너지가 작아지고, 태양광 전지의 표면에 도달하는 실제 에너지가 감소하여 태양광 전지의 발전량이 감소합니다. 그리고 접착제 잔류 물이있는 거칠고 끈적 끈적한 표면은 매끄러운 표면보다 더 많은 먼지를 축적하는 경향이 있습니다. 또한 먼지 자체도 먼지를 끌어들입니다. 초기 먼지가 존재하면 더 많은 먼지 축적으로 이어지고 태양 광 전지 발전의 감쇠가 가속화됩니다.
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먼지 청소의 이론적 분석
실외에 배치 된 태양 광 모듈의 유리 표면은 먼지 입자를 포획하고 축적하여 빛이 셀로 들어오는 것을 차단하는 먼지 덮개를 형성 할 수 있습니다. 중력, 반 데르 발스 힘, 정전기 필드 힘은 모두 먼지 축적에 기여합니다. 먼지 입자는 광전지 유리 표면과 강하게 상호 작용할뿐만 아니라 서로 상호 작용합니다. 먼지를 청소하는 것은 패널의 표면에서 먼지를 제거하는 것입니다. 배터리 보드 표면의 먼지를 제거하려면 먼지와 배터리 보드 간의 접착력을 극복해야합니다. 배터리 플레이트의 먼지는 일정한 두께를 가지고 있습니다. 이를 청소할 때, 평행 하중, 배터리 플레이트에 대한 특정 각도 (또는 수직)의 하중, 또는 회전 토크가 먼지층에 적용되어 먼지와 배터리 플레이트 사이의 접착력을 파괴 할 수 있습니다. 첨가제 효과, 그로 인해 먼지를 제거.
q—배터리 플레이트에 평행한 부하; F - 배터리 플레이트에 수직인 특정 각도 또는 수직의 하중; M - 먼지층에 적용된 회전 모멘트
먼지 입자를 제거하기 위해서는 먼지 입자의 접선 접착력과 정상적인 접착력을 극복 할 필요가 있습니다. 정상적인 접착력은 먼지 입자와 배터리 플레이트 사이의 접착력이며, 접선 접착력은 상대적으로 작으며 일반적으로 무시할 수 있습니다. . 먼지가 수직 방향에서 제거되면 주로 정상적인 접착력을 극복하기 위해 물로 청소하는 과정, 먼지 입자를 적시는 과정과 같은 정상적인 접착력을 극복 할 필요가 있습니다. 물을 청소할 때, 분자간 거리가 주로 증가하여 반 데르 발스 인력을 감소시키고 부력을 생성하며 먼지 입자의 부착력과 반 데르 발스 힘과 중력을 극복합니다. 물에 계면활성제를 첨가하면 효과가 더욱 뚜렷해지고 패널에서 먼지를 제거하는 강력한 정전기력이 생성됩니다. 접선 접착력은 먼지 입자가 배터리 플레이트에 대해 움직일 때도 극복해야합니다.