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2.积尘对光伏面板的影响
2.1辐照度
覆盖在光伏面板表面的灰尘阻挡了太阳辐射,导致照射到面板上的有效面积减少,玻璃的透射率降低,削弱了面板所接收的太阳辐射的强度,并且会引起太阳辐照不均匀,使发电量降低,减少了输出功率[2]。灰尘的沉积浓度越大,面板的透光率越低,其吸收的太阳辐射也越低。曹晓宁等进行了不同辐照强度下的效率测试实验,结果指出,面板的短路电流正比于入射光强,电压与光照强度成对数关系。
Hegazy以0°-90°的光伏面板进行灰尘对辐照度影响的实验,当灰尘沉积较少时对辐照度影响较小,当面板灰尘增多时对辐照度的影响也相应增大。
张风等对不同日累计辐照量的标准小时发电量进行对比实验,得出面板表面灰尘越多其输出功率越低的结论,发电性能也越差(见图1)。
2.2散热
覆盖在光伏面板上的灰尘使通过玻璃板的透射率减小,对太阳辐射起阻碍作用,另外对光伏面板的传热形式也产生影响。灰尘附在面板表面阻挡热量向外传递,可能使面板自身热量得不到释放,令温度越来越高,影响光伏发电的效率。
现有的光伏电站大多使用硅基太阳电池,对温度感知十分灵敏,当面板表面积累一定厚度的灰尘时,将导致它的传热热阻增大,对面板有保温作用,使其散热功能受到影响。实验结果显示,每当电池温度上升1℃,其输出功率约下降0.5%[7]。
2.3腐蚀
灰尘的成分比较复杂,有的是酸性物质,有的是碱性物质,而晶硅光伏面板的主要成分为二氧化硅和石灰石等,如果灰尘碰到空气中的水汽变湿润,就可与面板的组成物质产生酸性或碱性反应。
一段时间后,光伏面板表面在酸性或碱性环境的侵蚀下逐渐发生腐蚀、损伤,使表面变得坑坑洼洼,导致光伏面板的光学性能衰减,太阳辐射在面板表面发生漫反射,破坏太阳辐射在光伏面板中传播的均匀性。
此外,光伏面板的其他部位也会受到湿润灰尘的腐蚀,比如结合处、支架等部分,其材料多是各类金属,发生腐蚀后易导致破损、安全性减弱等问题,可能因强风、地震等自然因素遭到破坏而减少光伏面板服役的寿命。
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