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3.2降水强度及降尘量
降雨对光伏面板表面的灰尘具有冲刷作用,不同的降雨强度对灰尘的冲刷量不同,通常情况下降雨强度与其冲刷作用成正比。有实验观察到,当超过5mm的降雨时电流约会损失5%。
降尘量是指单位时间靠重力自然沉降到单位面积上的颗粒物的质量,光伏面板表面积尘量主要受它的影响。在没有雨水冲刷时,时间越久降尘量越多,面板表面的灰尘也逐渐增多,进而加大灰尘对光伏面板的遮挡作用,使到达面板的光强减弱,导致发电量减少,直接影响光伏系统的发电效率。
光伏面板表面的灰尘累积量与之前灰尘的累积时间有关,研究结果表明,灰尘的累积过程发生在两次降雨之间,最初几天最快,然后逐渐减少。
3.3空气污染
如今城市的环境污染越来越严重,尤其是近几年经常出现的雾霾天气,对光伏系统发电效率的影响很大。雾霾主要通过两种方式影响光伏电站的发电量:一是削弱到达光伏面板的太阳辐射,由于低空中的悬浮物会对太阳光进行吸收和反射,导致面板表面接收到的太阳光大幅度降低。二是如果雾霾天气长期持续,面板表面的颗粒物累积在面板表面就会形成遮挡,难以清洗,造成面板表面污染,导致发电量进一步降低。
中国气象局风能太阳能资源中心通过观测实验,选取典型案例分析霾所产生的影响,初步结果表明:霾通过削弱太阳辐射对光伏发电有显著影响,轻度霾可造成20%~30%的日发电量损失;在重度霾的情况下,日发电量损失接近70%。
Hegazy和Elminir等研究了积尘对于暴露在环境中的清洁玻璃试样的影响。在30天后得到结果,对于倾斜角为0°、3°和90°的面板,Hegazy记录的损失分别是27%、17%和3%。
Elminir记录的损失是27%、18%和6%。两个记录点都位于埃及,第一个记录点在强污染农业区,第二个记录点在强污染的工业区。
3.4灰尘性质
灰尘性质受不同地区的气候环境条件影响,导致各地灰尘具有各自性质和特点。比如在沙漠地区的灰尘由沙土、红土和沙粒组成,城市中的灰尘主要来源于汽车尾气、工业污染和城市建设等[1]。
受大气中含油性物质的灰尘影响,面板如果不及时清洗,等到含油污的灰尘积累一段时间,会给清洗工作带来很大困难。在青海格尔木地区,气候干旱、少雨、多风,因此灰尘属于干性灰尘,灰尘在风的作用下会很快落在光伏面板上,并由于静电附着在面板表面。
另外,对于灰尘性质有所影响的还有鸟粪等生物质。生物质污染被作为积尘污染的源头之一,尤其是春季的花粉污染。Hammond等通过鸟粪便对电流减小的测量,研究积尘对于光伏系统的影响,结果表明电流减小了2%~8%。
Haeberlin和Graf做了有关混合轻工业区、林区和农场的水平30°放置的光伏面板的特性测试,结果显示,由于不同生物质的污染,光伏系统的能量输出有不同程度的减少。
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