鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1156次 | 2021年12月21日
海上光伏系統(tǒng)或許行不通?研究人員發(fā)現(xiàn)海水對(duì)光伏電池的用途
一組中國科學(xué)家模擬了海洋環(huán)境對(duì)安裝在大型遠(yuǎn)洋貨輪上的光伏系統(tǒng)性能的影響,并發(fā)現(xiàn)鹽霧和海水對(duì)電池板的電輸出特性的影響存在差異。
研究人員解釋說,海洋環(huán)境通過與酸堿物質(zhì)混合的鹽和水蒸氣對(duì)組件表面有很大的影響,并指出以前的研究主要集中在海水腐蝕和鹽粒造成的損害。在海水腐蝕下,光伏組件的玻璃表面會(huì)形成腐蝕黑點(diǎn),光譜透射率進(jìn)一步下降,它們甚至?xí)斐刹豢尚迯?fù)的物理損壞,盡管海洋環(huán)境具有高度腐蝕性,但鋼化玻璃需要很長時(shí)間才能被嚴(yán)重腐蝕。關(guān)注海洋環(huán)境因素對(duì)光伏組件電輸出特性的影響可能更為迫切。
學(xué)者們將鹽霧和海水對(duì)光伏系統(tǒng)的影響描述為一個(gè)動(dòng)態(tài)過程,通過這個(gè)過程,鹽霧在組件上形成一個(gè)層,從而在其表面形成一層水膜。他們強(qiáng)調(diào)說:"同時(shí),海水也會(huì)覆蓋光伏組件的表面。當(dāng)鹽霧和海水蒸發(fā)時(shí),鹽粒就會(huì)留在玻璃蓋板的表面上。"
中國小組建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),包括一個(gè)主工作箱、一個(gè)樣品架、一個(gè)模塊化照明系統(tǒng)和一個(gè)水循環(huán)系統(tǒng)。每個(gè)功率輸出為10W的迷你太陽能電池板被水平放置在樣品架上,濕度、輻射和溫度傳感器被用來收集環(huán)境參數(shù)。實(shí)驗(yàn)中使用了濃度為3.5%、PH值為8.2的人工海水。通過測(cè)試儀PROVA210對(duì)光伏系統(tǒng)的性能進(jìn)行了評(píng)估。
噴鹽
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
通過分析,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),在噴灑鹽霧后,照射到組件表面的太陽輻射被大大降低了。這種削弱效應(yīng)對(duì)光伏組件的電力輸出的影響比冷卻帶來的積極效應(yīng)更大,導(dǎo)致電力輸出下降。
當(dāng)不再噴灑鹽水時(shí),面板上的太陽輻射水平再次增加,這表明鹽水對(duì)太陽輻射的影響比對(duì)溫度的影響更大。水噴霧對(duì)一個(gè)光伏組件的電輸出特性的綜合影響表現(xiàn)為最大功率降低約6%,研究小組進(jìn)一步解釋道,當(dāng)光伏組件在內(nèi)陸河流以及其他有易凝水的地區(qū)使用時(shí),環(huán)境中產(chǎn)生的水霧也會(huì)對(duì)電輸出特性產(chǎn)生類似的影響。
海水
在分析海水的影響時(shí),研究人員發(fā)現(xiàn),由于蒸發(fā)和吸熱,海水有明顯的冷卻作用,這些甚至可以使組件產(chǎn)量提高20%。然而,當(dāng)水蒸發(fā)時(shí),鹽的晶體會(huì)逐漸附著在組件表面,這使得太陽輻照度在玻璃罩上均勻地?cái)U(kuò)散。
作為一種導(dǎo)熱性低的材料,鹽顆粒阻礙了光伏組件的熱傳導(dǎo),使光伏組件難以釋放自身的熱量,導(dǎo)致溫度上升,鹽顆粒還削弱了整個(gè)組件的透光性。盡管海水附著在一個(gè)光伏組件表面的冷卻效果是明顯的,但如果沒有隨后的海水沖刷,它將是暫時(shí)的。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
作為加熱劑和減少太陽輻射的因素,鹽顆粒的綜合影響導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)性光伏系統(tǒng)的產(chǎn)量減少10%。
科學(xué)家們總結(jié)說,需要進(jìn)行更多的研究來完全了解鹽霧和海水之間共存的動(dòng)態(tài)。由此產(chǎn)生的對(duì)光伏模塊輸出的變化往往非常復(fù)雜,它可能導(dǎo)致光伏模塊輸出的增加或減少,同時(shí),考慮到雨水、海水的鹽度和其他因素,鹽的沉積會(huì)比較慢,這也會(huì)影響光伏組件的輸出。
實(shí)驗(yàn)裝置在論文《海洋環(huán)境對(duì)光伏模塊電輸出特性的影響》中進(jìn)行了介紹,該論文最近發(fā)表在《可再生和可持續(xù)能源雜志》上。該研究小組由武漢理工大學(xué)和中國水運(yùn)安全國家工程研究中心(WTS中心)的科學(xué)家組成。