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2016年11月22日,徐州协鑫光伏电站迎来入冬的第一场大雪,积雪厚度约为15CM,根据电站现场观察发现,使用SSG的组件相比正常的组件,积雪可以提前两天融化滑落(对比效果见下图)。而从发电数据也可以看出,同为500KW方阵,下雪后第一天,SSG方阵的平均发电量为25KWh,对比方阵的发电量则为6.3KWh;下雪后第二天,SSG方阵的平均发电量为957.5KWh,而对比方阵的发电量为458.3KWh,SSG方阵发电量是对比方阵的2倍多。据此估算,以20MW光伏电站为例,一场仅仅持续两天的积雪,使用SSG就能让每个方阵的发电量平均增发约520KWh,全站发电量增发约为21000KWh,按照当前三类资源区上网电价0.98元/W计算,全站增加收益约为20580元。
众所周知,在光伏电站的日常运行中,发电效率容易受外界影响而有所损失,常见的外界影响因素包括遮挡、灰尘、雾霾、温度影响等。进入冬季后,对于我国中部及北部地区的光伏电站来说,积雪的影响就会跃居前列,而在持续的低温环境中,如果积雪不能及时清理,很容易形成结冰,这不但会严重影响发电效率,而且极有可能对组件造成不可预估的损害。
常规情况下,光伏电站只能安排专门的人员利用柔软物品将雪推下,当面对地形复杂的方阵或者距离地面较高的组件时,几乎无从下手,效率低下,同时耗费大量的人力财力。面对积雪难题,使用莱恩创科SSG自清洁纳米膜层将会获得事半功倍的融雪效果,这是因为SSG具有超强的亲水性。正常天气时,水滴落在玻璃表面后均匀的铺展开,和玻璃表面达到最大接触面积,更易带走大片的污染物,或者用更少的清水或雨水就可以将光伏组件表面的灰尘、沙土清除;而当下雪时,SSG能够将积雪下层逐渐融化的细小水滴连结形成一层水膜,在重力的作用下,积雪更容易在水膜上滑动,从而实现了更快的融化并滑落。
据了解,超亲水的机理可以分为粗糙度和光致超亲水两大类,SSG膜层特殊的纳米介孔结构,成功的将光致超亲水和精细粗化超亲水有机结合在一起,即使在无光照条件下也具有优异的超亲水性能,提高了SSG膜层在光伏组件自清洁方面的有效作用。
从技术原理分析,粗糙度致超亲水,即通过对玻璃表面化学和几何结构进行改造,使玻璃表面具有一定的粗糙度,从而获得超亲水性能。而光致超亲水,是指在紫外光照射下,SSG溶液中的二氧化钛价带电子被激发到导带,在表面生成电子空穴对,电子与Ti4+反应,空穴则与表面桥氧反应,使表面氧虚空,从而近处的Ti4+转向Ti3+,Ti3+适于游离水吸附。此时,空气中的水解离子吸附在氧空位中,成为化学吸附水(表面形成羟基),化学吸附水可进一步吸附空气中的水分,形成物理水吸附层,即在Ti3+缺陷周围形成高度亲水的微区(Ti-OH),而表面剩余区域仍保持疏水性,这样在TiO2表面构成了分布均匀的纳米尺寸分离的亲水微区,类似于二维的毛细管现象。由于水滴的尺寸远远大于亲水微区的面积,故宏观上TiO2表面表现出亲水特性,从而侵润表面。
SSG融雪试验效果(SSG侧积雪滑落更快)
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