荒漠地区电池板表面灰尘特性分析

高海拔荒漠地区光伏电池板表面上往往会积累大量灰尘,严重影响光伏发电效率。由于灰尘的成分、形貌和粒径等特性不同,导致积灰对光伏发电的影响也不同。文章检测了光伏电池板表面灰尘成分,测定观察了灰尘粒径及形貌,并根据电池板清洗现状分析荒漠地区地下水所含的阴阳离子成分;根据格尔木荒漠地区灰尘成分,给出了灰尘对电池板发电效率的影响曲线;通过灰尘粒径的测定,分析了灰尘粒径对电池板的遮挡影响和对灰尘擦除的影响。文章还分析了光伏电池板清洁用水的成分及特性,结合灰尘自身特点,探讨了往清洗用水中添加化学试剂的方案,为荒漠地区光伏电池板表面的清洁维护提供理论依据。     

基于柔性梁的太阳能电池板清洁力研究

太阳能电池板表面的积灰严重降低了光伏系统的发电效率。在宏观力理论分析的基础上,假设灰尘颗粒为刚性小球,刷丝为柔性梁,分析推导出柔性梁与灰尘颗粒之间的力学模型。依据Elastica理论,分析出柔性梁形变与受力之间关系的超越方程,结合椭圆积分表计算柔性梁的受力情况,得到了灰尘颗粒对刷丝的正压力与刷丝末端偏转角、轴向位移、径向位移三者之间的关系。根据作用力与反作用力,刷丝对灰尘颗粒的正压力等于灰尘颗粒对刷丝的正压力,依据刷丝对灰尘颗粒的正压力计算刷丝对灰尘颗粒的清洁力。结果表明:刷子对太阳能电池板作用力以及清洁力大小均取决于刷丝直径和轴向位移,刷丝直径越大,清洁力越大;刷丝长度为20 mm,轴向位移在14～18 mm时,清洁力较大,清洁效果好。通过刷丝对灰尘颗粒清洁力大小的研究,可以为太阳能电池板机械除尘提供理论依据。     

太阳能电池板表面积灰模型仿真研究

摘要： 太阳能电池板表面灰尘颗粒的沉积严重制约着光伏发电效率,降低了电池板的使用寿命。提出建立灰尘与电池板间耦合关系以及计算清除灰尘作用力的方法;提出3条接触模型等价性假设,并基于离散元与弹塑性理论建立灰尘颗粒与电池板及灰尘颗粒间的力学模型;利用EDEM软件的Hertz-Mindlin with JKR Cohesion模型,仿真模拟电池板表面灰尘分布情况,预测清洗电池板的清洗力大小及清洗区域;分析电池板倾角、风向与电池板和颗粒间作用合力即清洗力的对应关系;为所研制电池板表面积灰清除机器人的清洗力和清洗周期确定提供理论依据。     

新型材料在太阳能热电联用中的应用

通过高压微射流分散法制备了稳定的纳米流体.用激光粒度仪观察了分散前后的粒径分布.纳米流体中颗粒的小尺寸效应使其对太阳能辐射体现出了与普通材料不同的特殊光吸收特性.当颗粒粒径远小于入射波长时,颗粒散射特性远小于颗粒吸收作用,其散射作用可以忽略.试验测试了多种颗粒粒径SiO2纳米流体的透射率.用太阳能模拟发生器模拟太阳能辐射,对表面加SiO2纳米流体的电池板的性能进行了试验研究,分析了SiO2纳米流体对电池板的开路电压、最大功率以及工作温度的影响.结果显示若能利用纳米颗粒特殊的光学性质改变介质某一波段的辐射特性,探索一种对太阳能可见光高透过、其他波段高吸收的纳米流体,将有望极大的提高热电联用系统的太阳能利用率.     

灰尘颗粒在玻璃上粘附过程的实验研究综述

近些年,随着大气污染加重,空气中的灰尘颗粒等固体颗粒物的含量逐渐升高。由于范德华力、静电作用力、磁力、毛细作用力等力的存在,灰尘颗粒很容易粘附在玻璃表面,使玻璃透光率下降、老化加快,降低了其可靠性,并极大地降低了光伏发电系统的输出功率和发电效率。多年来,众多研究学者除了致力于灰尘颗粒在玻璃表面上粘附过程的力学模型的建立和完善,也开展了与之相关的实验研究。首先基于灰尘颗粒的形貌特征,对灰尘颗粒运动学特性的实验研究现状进行了介绍,然后对灰尘颗粒在玻璃上粘附过程的实验方法和研究进展进行了概述,最后指出了灰尘颗粒在玻璃上粘附实验应用的研究现状和多学科、多目标的发展趋势。     

新产品

太阳能电池板清洁机器人在10月1日~5日于幕张Messe会展中心举行的"日本高新技术博览会(CEATECJAPAN)2013"上,夏普公司展示了可自动清洁光伏电站里的太阳能电池板的机器人。太阳能电池板表面的污垢会导致发电量降低,因此需定期清洁。该机器人可在排成一排的太阳能电池板阵列上横向移动清除表面污垢。     

两种不同结构的光伏光热一体化系统的性能分析

文章对光伏光热一体化热泵(PV/T-HP)系统和光伏光热一体化热管(HP-PV/T)系统进行了对比实验,并分析了这两种PV/T系统的热水温度、光热转化效率、光电转化效率、光伏电池板温度、火用效率以及一次能源节约效率等参数。研究结果表明:PV/T-HP系统的光热转化效率、光电转化效率相对较高;通过火用效率分析可知,以节约用电或发电为主要目的时,宜采用HP-PV/T系统;通过一次能源节约效率分析可知,PV/T-HP系统节约化石能源的能力要优于HP-PV/T系统,并且以供热为主要目的且需热量较大时,适宜采用PV/T-HP系统。     

太阳能电池板表面灰尘擦除试验研究

荒漠地区电池板表面积灰严重影响光伏组件发电效率,因此有效擦除电池板积灰的问题已成为维护光伏电站的主要工作之一。为此,测量了GS-50非晶硅薄膜光伏组件在0、3.1、4.8、7.2、14.9、24.5g/m2不同积灰条件下的平均输出功率,设计了可调节清洁参数的灰尘清洁装置,研究了擦除速率、擦除压力、擦除次数和擦除方式等工艺参数对光伏清洁效果的影响。结果表明,不同擦除速率下光伏发电转换效率保持在4%左右;擦除压力比擦除次数的影响明显,在擦除压力为250N时连续擦除三次清洁效果达到最佳;木条刷与圆盘刷组方式的清洁效果最好。     

沈阳某顶棚光伏电站太阳能光伏板最佳清洗周期研究分析

利用单颗粒撞击光滑表面的接触模型分析了飞灰颗粒与太阳能光伏板间的相互作用力,获得了不同粒径的飞灰颗粒沉积在太阳能光伏板上的临界速度。通过对沈阳周边某顶棚光伏电站组件的积灰清洗前后相关实测数据进行的对比分析,讨论了同类型光伏组件在清洁与未清洁下的发电成本和经济效益,确定该项目电站采用人工清洗方式清洗,5月～7月以30 d为1个周期,共清洗3次的最佳清洗周期,为后续沈阳周边顶棚光伏电站组件的维护和运行提供了参考依据。     

变负荷下空气预热器内硫酸氢铵粘结性积灰特性研究

针对SCR脱硝氨逃逸造成的空气预热器堵塞问题,构建了可反映蓄热板表面飞灰碰撞、粘附与脱离特性的硫酸氢铵（ABS）粘结性积灰计算模型,并对比分析了锅炉在50%~100%最大连续蒸发量工况（BMCR）之间的6种负荷下蓄热板间烟气流速分布及ABS粘结性和松散性积灰的积灰强度、积灰概率等积灰特征量,同时对30% BMCR负荷下蓄热板表面积灰情况进行了预测。结果表明：各负荷下ABS粘结性积灰强度均为松散性积灰强度的4.8倍以上;负荷每增加10%,ABS粘结性积灰与松散性积灰强度分别增加约9.90和2.15 μg/mm2,ABS粘结性积灰强度增加量较大;ABS粘结性积灰区域随负荷增大逐渐减小,当负荷由50%增大到100%时,积灰上限向冷端移动0.07 m;ABS粘结性积灰概率受负荷影响较小,各负荷下均为0.9,而松散性积灰概率为0.2~0.4,且随着飞灰粒径增大而降低。     

椭圆形换热单管积灰特性的数值模拟研究

椭圆形换热管作为一种强化换热元件,在抗积灰性能方面具有一定优势。本文基于ANSYS FLUENT软件平台建立了一套模拟程序,针对椭圆形换热单管的积灰特性展开了数值模拟研究。重点研究了换热管的椭圆度、烟气流速以及飞灰颗粒粒径对飞灰沉积特性的影响。研究表明,当换热管的椭圆度在1 ~ 2之间变化时,5 ~ 100 μm粒径的颗粒沉积率最小值大体分布在1.2 ~ 1.6之间;烟气流速在1.14 ~ 9 m/s变化时,粒径30 μm以上颗粒的撞击率增大,但黏附率下降,最终沉积率呈下降趋势;随着颗粒直径的增大,颗粒的撞击率增大,但其黏附率下降,而其沉积率先增大后降低,烟气流速在3 ~ 9 m/s变化时,颗粒沉积率的峰值出现在粒径为20 ~ 30 μm之间。     

智慧能源的光电光热一体化解决方案

目前,太阳能光伏发电效率相对较低,大部分的太阳能没有被利用。标准条件下太阳能晶硅电池转换效率约为12%～16%,即照射到电池表面上的太阳能约有80%左右能量将会转化成为热能,从而造成电池温度升高,电池光电转化效率下降。在夏季,如没有采取降温措施的光伏板温度通常达到70℃～80℃。对于硅电池而言,工作温度每升高1℃,光电转换效率下降3‰～5‰。太阳能光伏光热一体化(Photovoltaic/Thermal,PV/T)系统利用太阳能光伏发电的同时提供建筑生活热水/供暖等热能,在提高太阳能整体利用效率、降低系统综合成本和减少安装面积方面具有明显的优势和应用前景。     

日本的住宅光电系统

日本在家用太阳能发电的研究方面有所进展,其设施已商业化,可供住户铺于房顶。夏普公司开发的住宅太阳能发电系统, 26.9 m2光电池板功率达 4 kW,光电转换效率为 17.5％,曾获 1999年度能源大奖、通产大臣奖。 日本的住宅光电系统     

太阳自动跟踪系统的研究与设计

为提高太阳能的转换效率,设计了基于四象限探测器的太阳跟踪装置,采用视日运动轨迹跟踪与光电跟踪相结合的方式对太阳进行跟踪,利用光电二极管检测作为反馈实现两种跟踪方式间的转换.设计了一套能自动使太阳能电池板与太阳光线保持垂直的跟踪系统,实现了最大效率的太阳能利用.试验结果表明,该系统跟踪精度高,可实现各种天气状况下全天候全自动跟踪,跟踪器稳定,效果满意.     

韩国科学家研发超薄太阳能电池板比头发细100倍

正据报道,韩国光州科学技术院的科学家研发成功一种超薄、超有弹性的太阳能电池板,它比头发细100倍。这种太阳能电池板直径约为1.4微米,比人类头发或油漆涂层薄得多(头发直径通常为100微米),比当前使用的最薄的太阳能电池板还要薄3~4倍。据介绍,这种太阳能电池板弯曲时更不易碎。在测试中,他们发现这种太阳能电池板裹在1.4微米宽的物体上时依然可以正常工作。     

光伏遭遇“减反射门”

<正>太阳能光伏组件用减反射膜玻璃(AR玻璃)是指通过涂覆或蚀刻的方法在光伏组件用玻璃(通常为超白压花玻璃)表面镀制一层减反射薄膜,可使镀膜玻璃在太阳电池的光谱响应范围内的太阳光反射比降低,透射比升高,从而提高光伏组件的光电转化效率。减反射膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜。但是,最近却有一点尴尬。8月27日,国家质检总局发布了太阳能光     

太阳能光电——光热复合系统关键技术研究

采用聚光跟踪光伏发电技术,在相同发电功率等级条件下,光伏电池面积仅为常规的1／5,大大降低光伏发电成本;采用特殊结构和层压技术,研发出具备热交换和温控功能的聚光电池组件,确保晶硅电池片在60℃下工作,解决聚光带来的电池板温升过高而使光电转化效率降低的技术难题,并把聚光电池组件上无法转变成电能的太阳能以热水形式收集起来,再通过高效平板集热器对聚光电池组件热交换器流出的温水进行二次加热,获取80℃以上利用价值高的热水,使得光电光热综合转换效率〉55％。达到太阳能光电一光热综合利用的高效、低成本、实用化效果。     

颗粒粒径对层燃炉煤层NO_x析出影响的研究

为探究煤颗粒粒径对层燃炉煤层NOx析出特性的影响,在层燃单元体实验台上进行了不同煤种不同颗粒粒径(5-10 mm和12-20 mm)的燃烧实验。实验中测试了煤层表面NOx浓度和O2、CO2、CO、H2浓度,并对比分析了颗粒粒径对层燃炉燃烧特性和NOx析出特性的影响,以及CO对NOx析出特性的影响。结果表明:NOx浓度沿炉排呈现双峰分布的特点,且第一个峰值大于第二个峰值,燃烧初期挥发分氮被氧化形成大量NOx;小粒径煤颗粒延长了燃烧时间;大粒径煤颗粒灰层扩散系数更小,在燃烧前期析出较少NOx,但在燃烧后期析出较多NOx;煤层表面CO和NOx有很好的关联性,CO浓度峰值正好对应NOx浓度的谷值,CO强化了焦炭与NO的异相还原反应。     

光伏太阳能电池板组件火灾危险性研究

以太阳能电池板应用日趋广泛且其火灾时有发生为背景,通过实验分析太阳能电池板火灾发生的原因及其特点。实验以锥形量热仪为平台,分电池板正面朝上(模拟电池板自燃)、反面朝上(模拟电弧故障火灾)两种工况,每种工况进行辐射强度分别为30kW/m2、35kW/m2、40kW/m2的三组实验,多片11.2cm×11.2cm多晶硅太阳能电池板在热辐射下被电火花引燃并持续燃烧状态直至熄灭。通过对实验的数据分析可以得出太阳能电池板的基本燃烧规律。     

新产品

目前的太阳能电池面板大多非黑即灰，色彩单调，安装在建筑上将改变建筑的外观，在对个性化设计需求较高的场合使用受到很大的局限（如利用太阳能自行供麻电能的广告板等）。德国弗劳恩霍夫应用光学及精密机械研究所新近研发出一种太15H能光伏电池板表面涂层技术，可为太阳能光伏面板赋予各种不同的色彩，同时提高光电转换效率。