La pols atmosfèrica és un dels factors clau que afecten l'eficiència de la generació d'energia solar. La contaminació per pols reduirà considerablement la generació d'energia de les centrals fotovoltaiques, que s'estima que és d'almenys un 5% anual. Si s'espera que la capacitat instal·lada global arribi a uns 500GW el 2020, la generació d'energia anual es reduirà a causa de la pols. La pèrdua econòmica causada pel volum serà de fins a 5.000 milions de dòlars. A mesura que la base instal·lada de les centrals elèctriques continuï creixent, aquesta pèrdua es tornarà més greu: quan la capacitat instal·lada global sigui d'uns 1400GW el 2030, s'espera que la pèrdua econòmica causada per la pols sigui de fins a 13.000 milions de dòlars.
01
efecte de temperatura
En l'actualitat, les centrals fotovoltaiques utilitzen principalment mòduls de cèl·lules solars basades en silici, que són molt sensibles a la temperatura. Amb l'acumulació de pols a la superfície dels mòduls, s'incrementa la resistència a la transferència de calor dels mòduls fotovoltaics, i es converteixen en la capa d'aïllament tèrmic dels mòduls fotovoltaics, afectant la seva dissipació de calor. . Els estudis han demostrat que la temperatura de les cèl·lules solars augmenta 1 °C, i la potència de sortida disminueix al voltant d'un 0,5%. A més, quan el mòdul de bateria està exposat a la llum solar durant molt de temps, la part coberta s'escalfa molt més ràpid que la part descoberta, donant lloc a taques fosques cremades quan la temperatura és massa alta. En condicions normals d'il·luminació, la part ombrejada del panell canviarà d'una unitat de generació d'energia a una unitat de consum d'energia, i la cèl·lula fotovoltaica ombrejada es convertirà en una resistència de càrrega que no genera electricitat, consumint l'energia generada per la bateria connectada, és a dir, generant calor, que és l'efecte punt calent. Aquest procés agreujarà l'envelliment del panell de la bateria, reduirà la sortida i farà que els components es cremin en casos greus.
02
efecte d'oclusió
La pols s'adhereix a la superfície del panell de la bateria, que bloquejarà, absorbirà i reflectirà la llum, la més important de les quals és el bloqueig de la llum. L'efecte de reflexió, absorció i ombrejat de les partícules de pols sobre la llum afecta l'absorció de la llum per panells fotovoltaics, afectant així l'eficiència de la generació d'energia fotovoltaica. La pols dipositada a la superfície receptora de llum dels components del panell reduirà en primer lloc la transmitància de la llum de la superfície del panell; en segon lloc, l'angle incident d'una mica de llum canviarà, fent que la llum s'estengui de manera desigual a la coberta de vidre. Els estudis han demostrat que sota les mateixes condicions, la potència de sortida dels components del panell net és almenys un 5% superior a la dels mòduls d'embrutiment, i com més gran sigui la quantitat d'embrutiment, més gran serà la disminució del rendiment de la sortida del mòdul.
03
Efectes de corrosió
La superfície dels panells fotovoltaics està feta principalment de vidre, i els components principals del vidre són la sílice i la pedra calcària. Quan la pols àcida o alcalina humida s'uneix a la superfície de la coberta de vidre, els components de la coberta de vidre poden reaccionar amb àcid o àlcali. A mesura que augmenta el temps del vidre en un ambient àcid o alcalí, la superfície del vidre s'erosionarà lentament, donant lloc a la formació de fosses i fosses a la superfície, resultant en una reflexió difusa de la llum a la superfície de la placa de coberta, i es destrueix la uniformitat de propagació en el vidre. , com més rugosa és la placa de coberta del mòdul fotovoltaic, menor és l'energia de la llum refractada, i l'energia real que arriba a la superfície de la cèl·lula fotovoltaica disminueix, el que resulta en una disminució en la generació d'energia de la cèl·lula fotovoltaica. I les superfícies rugoses i enganxoses amb residus adhesius tendeixen a acumular més pols que superfícies més llises. A més, la pols en si també atraurà la pols. Una vegada que la pols inicial existeix, conduirà a una major acumulació de pols i accelerarà l'atenuació de la generació d'energia de cèl·lules fotovoltaiques.
04
Anàlisi teòrica de la neteja de pols
La superfície de vidre dels mòduls fotovoltaics col·locats a l'aire lliure pot atrapar i acumular partícules de pols, formant una coberta de pols que impedeix l'entrada de llum a les cèl·lules. La gravetat, les forces de Van der Waals i les forces electrostàtiques del camp contribueixen a l'acumulació de pols. Les partícules de pols no només interactuen fortament amb la superfície del vidre fotovoltaic, sinó que també interactuen entre si. Netejar la pols és eliminar la pols de la superfície del panell. Per eliminar la pols a la superfície de la placa de la bateria, cal superar l'adhesió entre la pols i la placa de la bateria. La pols de la placa de la bateria té un cert gruix. En netejar-lo, es pot aplicar una càrrega paral·lela, una càrrega en un angle determinat (o vertical) a la placa de la bateria o un parell giratori a la capa de pols per destruir l'adhesió entre la pols i la placa de la bateria. Efecte additiu, eliminant així la pols.
q— la càrrega paral·lela a la placa de la bateria; F: la càrrega en un angle determinat o perpendicular a la placa de la bateria; M: el moment de rotació aplicat a la capa de pols
Per a l'eliminació de partícules de pols, cal superar la força d'adhesió tangencial i la força d'adhesió normal de les partícules de pols. La força d'adhesió normal és la força d'adhesió entre les partícules de pols i la placa de la bateria, i la força d'adhesió tangencial és relativament petita i generalment es pot ignorar. . Si la pols s'extreu de la direcció vertical, només cal superar la força d'adhesió normal, com la neteja amb aigua, el procés d'humitar les partícules de pols, principalment per superar la força normal d'adhesió. Quan es neteja l'aigua, la distància intermolecular s'incrementa principalment, el que redueix l'atracció de van der Waals i produeix flotabilitat, i supera la força de van der Waals i la gravetat de la força d'adhesió de les partícules de pols. L'addició d'un tensioactiu a l'aigua fa que l'efecte sigui més pronunciat, i també genera una forta força electrostàtica que elimina la pols dels panells. La força d'adhesió tangencial també s'ha de superar quan les partícules de pols es mouen en relació amb la placa de la bateria.