Важность очистки поверхностей для фотоэлектрической солнечной промышленности

30 октября 2024 года

Задумывались ли вы когда-нибудь, что означает для нашего будущего стремительное развитие фотоэлектрической солнечной промышленности? В условиях глобальной трансформации энергетики нельзя игнорировать важность солнечной энергии как экологически чистого и возобновляемого источника энергии. Однако, столкнувшись со снижением эффективности, вызванным загрязнением поверхности, как обеспечить оптимальную работу фотоэлектрических панелей? В этой статье мы раскроем секреты фотоэлектрической промышленности, изучим влияние очистки поверхности на эффективность солнечных батарей, а также то, как различные чистые технологии могут повысить мощность генерации и экономическую выгоду.

Важность очистки поверхности для фотоэлектрической солнечной промышленности</trp-post-container
Важность фотоэлектрической солнечной промышленности

Ключ к трансформации энергетики

Фотоэлектрическая солнечная индустрия играет важную роль в преобразовании энергетики в современном глобальном энергетическом ландшафте. Технология фотоэлектрического эффекта использует полупроводниковые материалы для преобразования солнечной энергии непосредственно в электрическую без традиционных процессов сжигания. Таким образом, она не приводит к выбросам парниковых газов, таких как углекислый газ, что напрямую отвечает потребностям стран в борьбе с изменением климата.

Международное энергетическое агентство (МЭА) отмечает, что по мере перехода мира к экологически чистой энергетике вклад фотоэлектрической генерации постепенно увеличивается, и ожидается, что в будущем она станет основным источником электроэнергии. Особенно в Европейском союзе, США и Китае фотоэлектрическая генерация получает двойную поддержку со стороны политики и фондов для достижения целей углеродной нейтральности, поставленных различными странами.

Размер рынка

Рост рынка фотоэлектрической солнечной энергетики очень значителен. Согласно статистике, мировая установленная мощность фотоэлектрических установок сохраняет высокие темпы ежегодного роста. В 2023 году мировая установленная мощность фотоэлектрических установок превысила 200 ГВт, и ожидается, что в ближайшие несколько лет она продолжит расти.

В отчете Международного агентства по возобновляемым источникам энергии (IRENA) отмечается, что общая установленная мощность фотоэлектрических установок в мире в 2030 году превысит 5 000 ГВт, что, несомненно, свидетельствует об огромном потенциале развития рынка фотоэлектричества. Эта тенденция не ограничивается несколькими развитыми странами. Многие страны с формирующимся рынком и развивающиеся страны также увеличивают свои инвестиции в фотоэлектрическую промышленность. Например, Индия и Бразилия демонстрируют еще более высокие темпы роста своих фотоэлектрических рынков. [1]

Однако стремительное развитие фотоэлектрической промышленности сталкивается и с некоторыми проблемами. Например, ограниченность ресурсов, воздействие на окружающую среду, технические узкие места и высокая стоимость ежедневного обслуживания при производстве фотоэлектрических панелей, особенно в районах с сильной запыленностью и загрязнением, оказывают большое влияние на эффективность и срок службы фотоэлектрических панелей.

Поэтому поддержание эффективной работы фотоэлектрических панелей стало ключевым вопросом в развитии фотоэлектрической промышленности, а очистка поверхности - важным методом обслуживания, позволяющим обеспечить эффективность выработки электроэнергии фотоэлектрическими системами и продлить срок службы оборудования.

Влияние очистки поверхности на эффективность солнечных элементов

Причины снижения эффективности

Фотоэлектрические панели подвержены воздействию различных загрязняющих веществ в процессе эксплуатации, особенно на открытом воздухе. Пыль, грязь, окалина, смола и птичий помет могут оседать на поверхности панелей. Поскольку эффективность фотоэлектрического преобразования фотоэлементов сильно зависит от интенсивности падающего света, эти загрязняющие вещества могут препятствовать попаданию солнечного света на панель, тем самым снижая эффективность фотоэлектрического преобразования. Согласно многочисленным исследованиям, загрязнение поверхности может существенно повлиять на выход энергии фотоэлектрических панелей. Даже в районах с сильной запыленностью эффективность выработки энергии фотоэлектрическими панелями может снизиться на 30%, если их регулярно не чистить.

Важность очистки поверхности для фотоэлектрической солнечной промышленности</trp-post-container
Фотоэлектрические панели в пустыне

Случаи повышения эффективности

По статистике некоторых солнечных электростанций в Калифорнии, регулярная очистка увеличила энергоотдачу фотоэлектрических панелей примерно на 15%. Другие исследования также показали, что в условиях сильного загрязнения окружающей среды эффективность выработки энергии фотоэлектрическими панелями после очистки более значительна, иногда до 20%. Особенно в пыльных районах, таких как Ближний Восток или Северная Африка, компании обычно используют автоматические системы очистки или ручную очистку, чтобы гарантировать, что эффективность выработки энергии фотоэлектрической системы не будет зависеть от загрязняющих веществ. [2]

Кроме того, выбор цикла и метода очистки также имеет ключевое значение для повышения эффективности фотоэлектрических панелей. Некоторые электростанции регулярно используют технологию пескоструйной очистки с использованием мелких частиц для удаления труднообрабатываемой грязи и смолы, особенно когда химическую очистку трудно полностью удалить. Этот вид неразрушающего метода очистки эффективно повышает эффективность очистки и обеспечивает долгосрочное использование панели.

Различные загрязняющие вещества

Фотоэлектрические панели подвержены воздействию различных типов загрязняющих веществ в разных географических условиях, причем источники и характеристики этих загрязняющих веществ различны. В частности, пыль, птичий помет и смола - три наиболее распространенных источника загрязнения, которые не только влияют на эффективность фотоэлектрического преобразования панели, но и могут повредить материал панели.

  1. Пыль

Источник: Источником пыли в основном являются взвешенные в воздухе частицы, которые под действием силы тяжести естественным образом оседают на поверхности фотоэлектрической панели. Загрязнение пылью особенно серьезно в районах с сильными ветрами и песком, например на Ближнем Востоке или в Северной Африке.

Харм: Пылевое покрытие снижает пропускание солнечного света, в результате чего солнечный свет не может эффективно достигать активной поверхности батареи, что напрямую влияет на эффективность фотоэлектрического преобразования батареи. Кроме того, длительное накопление частиц пыли может вызвать более серьезный эффект экранирования, что приведет к локальному перегреву батареи и повлияет на ее общую производительность и срок службы.

 

  1. Птичий помет

Источник: Птичий помет в основном исходит от птиц, которые живут вблизи фотоэлектрических панелей. Они выделяют экскременты на поверхность панелей, особенно на крупных электростанциях, расположенных на открытом воздухе. Птичий помет очень распространен.

Харм: Птичий помет не только липкий, но и содержащиеся в нем кислотные компоненты могут разъедать поверхностные материалы фотоэлектрических панелей. Эта коррозия повлияет на оптические свойства панели и еще больше снизит светопропускание. В то же время птичий помет трудно убирать, и если его вовремя не убрать, он может привести к необратимому повреждению панели.

 

  1. Смола

Источник: Загрязнение смолой обычно происходит в условиях, когда деревья находятся рядом с фотоэлектрическими станциями. Смола, выделяемая окружающими деревьями, попадает на панели под действием ветра, образуя налипания.

Харм: Смола очень липкая и легко прилипает к поверхности фотоэлектрической панели, блокируя солнечный свет и трудно удаляясь. Даже при использовании общих методов очистки невозможно полностью удалить пятна смолы. Кроме того, смола, остающаяся на панели в течение длительного времени, может вызвать локальное затенение, что еще больше снижает эффективность фотоэлектрического преобразования батареи.

Важность очистки поверхности для фотоэлектрической солнечной промышленности</trp-post-container
Окружающая среда вблизи леса подвержена выдуванию смолы
Применение технологии очистки

С быстрым развитием фотоэлектрической промышленности все большее значение приобретают различные технологии очистки при обслуживании фотоэлектрических панелей. В зависимости от различных загрязнителей и характеристик панели, выбор правильного метода очистки может не только повысить эффективность работы панели, но и продлить срок ее службы. Ниже приведены несколько часто используемых технологий очистки.

  1. Технология химической чистки

Технология сухой чистки в основном основана на использовании воздушной энергии или физических методов для удаления поверхностных загрязнений. Это метод очистки, который не требует использования водных ресурсов. Сухая уборка подходит в основном для помещений с легким пылевым покрытием. Она обладает высокой эффективностью очистки, но для более стойких загрязнений, таких как птичий помет и смолы, эффект очистки относительно ограничен.

Общее оборудование и методы:

  • Воздуходувное оборудование: Используйте воздушные компрессоры или специальное обдувочное оборудование, чтобы дуть непосредственно на поверхность панели для удаления плавающей пыли.
  • Оборудование для сухой пескоструйной обработки: Для панелей большой площади можно использовать оборудование для сухой пескоструйной обработки с мягкими пескоструйными материалами, такими как стеклянные и мелкие керамические шарики, чтобы очистить поверхность от пыли и сделать ее гладкой.

Плюсы и минусы:

  • Преимущества: Безводная очистка, подходит для сред с дефицитом воды и помещений с легкой пылью.
  • Недостатки: Не может удалять стойкие загрязнения и требует соответствующего регулярного обслуживания.

 

  1. Технология влажной уборки

Технология влажной уборки - это эффективный метод очистки серьезных пятен. Она сочетает в себе воду и моющее средство и подходит для таких стойких загрязнений, как птичий помет и смолы. Если влажная уборка проводится под сильным солнечным светом, следует обратить внимание на скорость высыхания водных пятен, чтобы не оставался налет.

Общее оборудование и методы:

  • Водяной пистолет высокого давления: Используйте соответствующий напор воды для воздействия на поверхность, чтобы быстро удалить большие участки трудновыводимых пятен, таких как птичий помет или толстый слой пыли.
  • Мягкая щетка + комбинация моющих средств: Используйте нейтральное моющее средство и мягкую щетку для ручной очистки, чтобы удалить особые загрязнения, такие как смола и масло, но это подходит для очистки небольших фотоэлектрических панелей.

Плюсы и минусы:

  • Преимущества: Он способен тщательно очистить трудновыводимые пятна и повысить эффективность выработки электроэнергии фотоэлектрическими панелями.
  • Недостатки: Он потребляет большое количество воды и подходит для районов с обильными водными ресурсами.
Важность очистки поверхности для фотоэлектрической солнечной промышленности</trp-post-container
Мягкая щетка + моющее средство
  1. Автоматическая система очистки

Автоматизированные системы очистки постепенно стали применяться на крупных фотоэлектрических станциях. Такие системы используют автоматические щетки или воздуходувки, установленные на фотоэлектрических панелях, для регулярной очистки. Многие автоматические устройства очистки сочетают в себе функции сухой и влажной очистки и могут автоматически регулировать метод очистки в зависимости от степени загрязнения.

Общее оборудование и методы:

  • Автоматизированная роликовая щетка: Используйте мягкую щетку для очистки поверхности панели и отрегулируйте частоту очистки в сочетании с интеллектуальной сенсорной системой, чтобы избежать потери расходных материалов из-за многократной очистки.
  • Интеллектуальный робот со встроенным пескоструйным аппаратом: Некоторые высокотехнологичные системы оснащены функцией автоматической пескоструйной обработки, которая может автоматически определять тип загрязнения и распылять подходящий песок, например, нейлоновые частицы или песок из оксида алюминия, для обеспечения тонкой очистки.

Плюсы и минусы:

  • Преимущества: Высокая степень автоматизации, подходит для крупномасштабной эксплуатации и экономит трудозатраты.
  • Недостатки: Высокие первоначальные инвестиции, требует регулярного обслуживания и замены расходных материалов.
Фактический случай обработки [3]

Состав загрязняющих веществ на фотоэлектрических панелях сложен. Чтобы повысить эффективность фотоэлектрического преобразования панели, особенно важно принять соответствующие стратегии очистки, основанные на характеристиках различных загрязнителей. В сочетании с пескоструйной технологией стратегии очистки различных загрязнителей могут значительно повысить эффективность очистки и эффект фотоэлектрических панелей.

Пыль

  • Стратегия очистки: При слабом загрязнении пылью обычно используются методы сухой очистки, например, мягкая щетка или воздуходувка для удаления поверхностной пыли. Этот метод прост в эксплуатации, не требует больших затрат и подходит для ежедневного обслуживания. Однако в случаях сильного скопления пыли сухой уборкой может быть трудно полностью удалить пыль, поэтому требуются более целенаправленные методы лечения.
  • Корпус для пескоструйной обработки: Проблемы с пылью особенно актуальны для некоторых крупных фотоэлектрических станций. Для быстрой и эффективной очистки от пыли можно использовать пескоструйную обработку под низким давлением, а мягкие частицы песка, такие как стеклянные или керамические бусины можно распылять на поверхность панели при более низком давлении. Стеклянные шарики обладают хорошей износостойкостью и подходят для легкой очистки, а керамические шарики состоят из циркониевых материалов, которые более твердые, но не царапают поверхность. Эти средства могут эффективно удалять большие скопления пыли и защищать поверхность панели от повреждений. Кроме того, использование пескоструйной очистки снижает зависимость от водных ресурсов, что делает ее более экологичным решением.

Гуано

  • Стратегия очистки: Из-за сильной вязкости и едкости птичьего помета обычно используется влажная уборка. Сначала размочите птичий помет чистой водой, чтобы размягчить его липкие компоненты, а затем используйте мягкое моющее средство для дальнейшей очистки, чтобы не повредить поверхность панели.
  • Корпус для пескоструйной обработки: Для обработки трудноудаляемого птичьего помета после очистки с помощью водяного пистолета высокого давления можно использовать технологию микропескоструйной обработки. Пескоструйный материал может быть сверхтонкий оксид алюминия или мелкий керамический песок. Пескоструйные частицы оксида алюминия долговечны и химически инертны, подходят для обработки органических остатков, а керамический песок благодаря своей однородности и гладкости может удалять остатки и предотвращать коррозию поверхности при низком давлении. Кроме того, пескоструйная обработка позволяет продлить срок службы фотоэлектрических панелей и поддерживать их в чистоте в течение длительного времени.
Важность очистки поверхности для фотоэлектрической солнечной промышленности</trp-post-container
Ударное давление воды

Смола

  • Стратегия очистки: Очистка загрязнений от смолы сложнее. Сначала можно использовать органические растворители, чтобы размягчить смолу, а затем промыть ее соответствующим количеством воды, чтобы остатки смолы были полностью удалены. Примечание! Выбор органических растворителей должен быть безопасным и экологически чистым, чтобы избежать побочных эффектов для материалов панели.
  • Корпус для пескоструйной обработки: Если загрязнение смолой очень серьезное и его трудно удалить обычными методами очистки, можно использовать пескоструйную технологию. нейлон полиамид пескоструйные материалы или частицы полистирола можно выбрать для регулирования давления пескоструйной обработки для локальной очистки. Нейлоновые полиамидные частицы имеют относительно низкую твердость и подходят для пескоструйной обработки чувствительных материалов. Частицы полистирола могут эффективно удалять липкие остатки при очистке смоляных загрязнений, не вызывая излишнего трения на поверхности. После пескоструйной обработки поверхность панели необходимо дополнительно осмотреть и очистить для удаления возможных остатков песка, чтобы не нарушить оптические характеристики панели.
Экономические и экологические преимущества

Очистка фотоэлектрических панелей может не только повысить эффективность их фотоэлектрического преобразования, но и помочь достичь устойчивых экономических и экологических преимуществ. С популяризацией фотоэлектрических технологий все больше исследований и случаев доказывают, что регулярная очистка необходима для долгосрочной работы и обслуживания фотоэлектрических станций.

Экономические выгоды

  1. Повышение эффективности производства электроэнергии: При длительном использовании фотоэлектрических панелей загрязнение поверхности напрямую влияет на эффективность их фотоэлектрического преобразования. Согласно исследованиям, регулярная очистка может увеличить выработку электроэнергии фотоэлектрическими станциями на 5% - 20%. При инвестиционных затратах от 5% до 20% можно добиться более высокой экономической отдачи за счет увеличения выработки энергии.
  2. Сократите расходы на обслуживание: Хотя очистка фотоэлектрических панелей требует определенных затрат, в долгосрочной перспективе она позволяет эффективно продлить срок службы панелей и снизить частоту отказов и ремонтов. Благодаря эффективной очистке и техническому обслуживанию можно сократить потери от простоев и расходы на обслуживание, вызванные отказами оборудования, тем самым повысив экономическую эффективность всей фотоэлектрической системы.
  3. Увеличение выработки электроэнергии: Экономическая ценность фотоэлектрической станции обычно определяется выработкой электроэнергии и эксплуатационными расходами. Мероприятия по очистке могут значительно увеличить выработку электроэнергии и, соответственно, повысить рентабельность инвестиций (ROI). Например, после внедрения регулярной очистки окупаемость некоторых проектов значительно увеличилась - с 8% до 12%. [4]

Воздействие на окружающую среду

Традиционные методы очистки часто требуют большого количества водных ресурсов, особенно в засушливых районах. Использование экологически чистых технологий уборки, таких как сухая уборка или уборка с низким содержанием воды, позволяет значительно сократить использование водных ресурсов, что отвечает требованиям водосбережения и устойчивого развития. В то же время использование биоразлагаемых чистящих средств позволяет снизить нагрузку на окружающую среду.

  1. Сокращение выбросов загрязняющих веществ: Очистка фотоэлектрических панелей может снизить энергоэффективность и тем самым уменьшить общие выбросы углекислого газа. В контексте снижения зависимости от ископаемого топлива очистка фотоэлектрических панелей становится важной мерой поддержки развития возобновляемых источников энергии и сокращения выбросов парниковых газов.
  2. Экологически чистый: Использование безвредных чистящих материалов и методов не только благоприятно сказывается на общей экологии, но и защищает окружающую экологическую среду. Например, на многих фотоэлектрических станциях сегодня используются экологически безопасные чистящие средства, которые не загрязняют почву и водные источники и отвечают требованиям экологичности.

В условиях стремительного развития фотоэлектрической промышленности эффективное применение чистых технологий не только повышает эффективность производства электроэнергии фотоэлектрическими панелями, но и оказывает мощную поддержку долгосрочным экономическим выгодам и защите окружающей среды электростанций. Рационально выбирая методы и материалы очистки, операторы электростанций могут не только получить экономическую выгоду, но и создать хороший имидж в области охраны окружающей среды и способствовать всестороннему развитию устойчивой энергетики.

 


Ссылки

  1. "Глобальный рынок солнечной энергии 2024: Тенденции будущего", Energy Research.
  2. "Тенденции мирового рынка фотоэлектричества", Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA).
  3. "Влияние пыли на эффективность солнечных панелей: тематическое исследование", Энергетический журнал.
  4. "Методы очистки солнечных панелей: Эффективность и результативность", Renewable Energy Reviews.
Всего просмотров: 74

Связанные