光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

概述

光伏面板的灰尘会显著的降低其输出功率。在沙漠、戈壁等干旱地区,风沙大而雨水少,最理想的就是尽可能减少清洁光伏面板灰尘的频次,那样将耗费人力及稀缺的水资源,因此,研究面板灰尘损失的长期变化是有意义的,可以确定灰尘损失是否逐渐减缓甚至保持稳定。(即达到灰尘的最大覆盖厚度)

背景

2012年,在卡塔尔的基地多哈,建立了一个35000m²的太阳能测试场,以确定适合当地气候的太阳能技术,并研究灰尘和热的影响。该研究支持部署在该国的光伏电站,目前的计划包括200兆瓦的光伏电站以及2022年世界杯足球赛的碳排放中和。特别值得关注的就是光伏面板的积尘导致的性能损失。本研究旨在了解在缺少清洗及少雨的情况下,灰尘污染的长期行为。

研究方法

在太阳能测试场,建立了四个光伏阵列,每个阵列包括八块多晶硅太阳能电池板,连接到相同的并网逆变器,并在最大功率点条件下运行。阵列之间唯一的区别是清洗的间隔:(一)一周(“高”),(二)两个月(“中等”),(三)六个月(“低”),和(四)不清洗(“从不”),当然,所有的阵列都会面临下雨的情况,测试期为2年,从20132月开始。

每个阵列每天的直流发电量、电池背板温度和阵列平面的辐照量的分钟数据都被记录下来,根据每天的直流发电量,阵列容量(千瓦),辐照度,来计算阵列的发电效率PR,并将结果调整到25̊C的标准测试条件。

此外,每天的气象数据和气溶胶浓度也进行了记录

研究发现

每种阵列由于灰尘导致的功率损失显示在图1中,结果表示为阵列的PR相对于每周清洗的阵列的长期平均PR的关系,也就是说把每周清洗的阵列作为“100%”的基准,从图中可以看出:

灰尘损失逐渐显示出来冬季比夏季高,曲线大约在1-2月份比较陡,6-7月相对平缓。

最大的功率损失出现在从不清洗的阵列上,在234天之后和每周清洗的阵列相比仅产生32.4%的直流发电量。

通过对比“中等”、“低”、“从不”三种阵列靠近201411月的曲线可以看出,据上一次清洗时间越长,污染率的增速趋于下降。

然而,在从不清洗的阵列上,甚至在234天之后,灰尘仍然持续累积,在201411月下雨时,曲线仍然在下降。

2中的示图可以观察的更加清楚,它表示的是自从上一次清洗或者下雨之后平均每天的灰尘损失和时间的对应关系,可以看到,自上次清洗的一个月内,太阳能板平均每天的因灰尘造成的功率损失大约是0.5%,大约在6个月之后,下降到每天0.2%

光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

 Figure 1. PV energy production decrease dueto soiling.

 Dust continued to accumulate at asubstantial rate even after 234 days without cleaning.

光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

 Figure 2. PV soiling rate versus days sincelast cleaned

 The daily soiling rate after 6 months wasaround half that of when recently cleaned.

光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

 Figure 3. Test stands at Solar Test Facilityin Qatar.

Four cleaningschedules were tested: weekly, every 2 months, every 6 months, and neve

结论/总结

结果表明,在沙漠等干旱环境中,即使很长一段时间之后,光伏面板上的灰尘仍然会明显的持续累积。这说明即使有了相当可观的厚度,灰尘也会形成了一种趋于稳态的机械机构,而不是像我们想象(或者希望)的那样会变薄或者被风吹掉。

在冬季每天的灰尘率比夏天大,据判断是由于冬季的清晨在面板上有凝露产生,引起灰尘粘附在面板上,而不是由于冬季气溶胶的浓度比夏季大。对于这方面的影响,还需要更多的研究。

来源:北京智阳科技有限公司

光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

原文始发于微信公众号(坎德拉学院):光伏面板灰尘率长期变化的趋势(长达2年的测试)

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