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“無接觸”清潔光伏組件 麻省理工學院“靜電斥力”法亮相!

2022-03-23 08:53  來源:PV-Tech  瀏覽:  

來自麻省理工學院(MIT)的研究人員開發出一種方法,利用靜電保持太陽能電池組件不受灰塵影響,因而也無需用水清洗組件。
 

研究表明,在沒有清潔的情況下,灰塵僅在一個月內就能抑制太陽能電池組件的運行,太陽能組件的電力輸出會減少3%-4%,相當于損失33億-55億美元收入。

MIT團隊的無水、無接觸系統使用靜電斥力使灰塵顆粒有效地從組件表面跳出。為了實現這一點,一根金屬棒一樣的電極通過組件表面,使灰塵顆粒帶電。然后,電荷被施加到太陽能電池組件上,這種電荷排斥灰塵顆粒,使它們跳到空氣中,遠離組件。

這種新系統可以使用電動馬達和組件一側的導軌在定時器上自動操作,使電極穿過組件而不直接接觸表面。

在實踐中,每塊太陽能電池組件的兩側都可以安裝欄桿,有一個橫跨組件的電極。一個小型電動機可以使用一部分組件輸出電力為皮帶系統供電,將電極從組件的一端移動到另一端,清除所有的灰塵顆粒。整個流程可以實現自動化或遠程控制。另外,導電透明材料可以永久排列在組件上方,從而無需移動部件。

實驗證明,通過使用專門準備的、具有各種粒徑的實驗室灰塵樣本,這一流程可以在實驗室測試裝置上有效運作。測試表明,空氣中的濕度為顆粒提供了一層薄薄的水涂層,這對于發揮作用至關重要。研究人員在5%-95%的不同濕度下進行了實驗。只要環境濕度大于30%,幾乎所有的表面顆粒都能被清除。隨著濕度的降低,這個過程會變得更富挑戰。

世界上許多最大的太陽能發電系統,包括在中國、印度、阿聯酋和美國的光伏電站都位于沙漠地區。使用加壓水槍清洗這些太陽能電池組件的水必須從遠處用卡車運來,而且必須非常純凈以避免在表面留下沉積物。有時也使用干式擦洗,但表面清潔效果較差,而且可能會導致永久性劃痕,減少透光率。

通過消除對水的依賴、減少灰塵堆積并降低整體運營成本,這種系統可以顯著提高太陽能裝置的整體效率和可靠性。

印度的水資源一直是一個挑戰。世界自然基金會(WWF)在一份報告中表示,除非立即采取行動緩解并遏制氣候變化,否則,印度30個城市都將面臨與水有關的緊迫風險。

為解決太陽能項目中的用水問題,新能源和可再生能源部(MNRE)曾發函建議在地面大型太陽能項目中有效利用水來清潔組件。MNRE表示,項目開發商使用了太多的水來清潔太陽能組件,他們應該盡量減少浪費。無水機器人清潔解決方案的應用在印度正獲得更多的認可。

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