太陽能電池板的灰塵應(yīng)該如何清理

　　細(xì)微的灰塵竟能導(dǎo)致我國太陽能光伏發(fā)電項目每年損失數(shù)億元。這并不是杞人憂天，而是事實!據(jù)了解，我國太陽能電池板因受到粉塵等污染，光伏玻璃表面沙土、花粉、鳥類糞便等物質(zhì)的堆積，導(dǎo)致太陽能電池板的發(fā)電效率下降，所造成的巨額損失正日益引起業(yè)界的關(guān)注。

　　青山新材引進(jìn)日本新型涂層材料，可以有效的提升太陽能電池板表面“抗污”“增強(qiáng)透光率”，是一種能持久保持表面光亮的太陽能電池板涂層。這到底是怎樣的一種技術(shù)，會對太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)帶來怎樣的影響?

       光伏太陽能作為全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展的一個巨大產(chǎn)業(yè)，卻因電站普遍缺乏積極清潔致使灰塵污染大幅降低電站發(fā)電量,預(yù)計每年至少在5%以上，由此帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失令人咋舌：一組數(shù)據(jù)顯示，如按照2020年全球裝機(jī)量預(yù)計將達(dá)到500GW左右計算，每年因灰塵降低發(fā)電量而造成的經(jīng)濟(jì)損失將高達(dá)50億美元。隨著電站裝機(jī)量的不斷增長，這一損失會愈發(fā)嚴(yán)重——2030年全球裝機(jī)總量約1400GW時，灰塵造成的經(jīng)濟(jì)損失預(yù)計將高達(dá)130億美元。

灰塵事小，但卻能招致電池板發(fā)電功率損失60%

       灰塵對電池板的發(fā)電效率影響究竟有多大?以一年的沉積量來看，若是普通灰塵最高可導(dǎo)致發(fā)電功率衰減40%，但若是油性灰塵，衰減率將高達(dá)60%。小小的灰塵可以讓光伏發(fā)電項目每年損失數(shù)幾千萬美元，這絕不是危言聳聽。

灰塵是如何影響電池板發(fā)電功率的？

      首先，灰塵遮蔽了到達(dá)光伏組件的光線；二是因為一些酸堿性較強(qiáng)的灰塵經(jīng)侵蝕電池板表面，降低了面板玻璃的透過率；三是因為灰塵會影響光伏組件表面的散熱，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低。

連續(xù)8天不清潔，灰塵導(dǎo)致發(fā)電量損失高達(dá)14.3%

    在沒有降雨的情況下連續(xù)8天未對電池板進(jìn)行清潔工作，數(shù)據(jù)顯示，清潔后首日電池板在日累計輻射量22MJ/m2下，每千瓦組件發(fā)電量為5.73kwh，但到了第8天，同輻射量下組件每千瓦發(fā)電量已經(jīng)下降到了4.91kwh，僅8天時間灰塵已導(dǎo)致發(fā)電量損失達(dá)14.3%。值得一提的是，這是在空氣質(zhì)量相對比較好的蘇州，若是在北方工業(yè)污染嚴(yán)重或西北風(fēng)沙偏大且降雨量又少的地區(qū)，如果連續(xù)多日不清潔，灰塵導(dǎo)致的發(fā)電量損失無疑會更大。

太陽能光伏發(fā)電一年被灰塵吞掉數(shù)億元

　　太陽能電池板的潔凈程度對發(fā)電效率的影響究竟有多大?我們舉一個例子來說明。

　　陜西榆林某20MW太陽能光伏電站，該電站的占地面積約700畝，總投資大概2億元。當(dāng)初設(shè)計年發(fā)電量2000多萬度，按政府每度電補(bǔ)貼1元計，年收益可達(dá)2000多萬元。但這只是理想狀態(tài)的收益率，事實上，因為無法徹底解決電池板清洗問題，電池板的實際發(fā)電效率由23%~25%下降到17%~18%左右，由此造成的損失，每年至少在200萬元以上。

　　顯然，遇到“灰塵”難題的不僅只有榆林這一家發(fā)電站。據(jù)了解，我國絕大多數(shù)太陽能發(fā)電站都或多或少受到這個問題的困擾。數(shù)據(jù)顯示，2012年，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)電量達(dá)到2吉瓦(1吉瓦等于10億瓦)，而這也意味著2012年我國太陽能發(fā)電行業(yè)因為灰塵造成的損失高達(dá)2.5億元。

　　事實上，小小的灰塵一直是降低太陽能電池板發(fā)電量的致命問題，即便是代表頂尖科技的太空探索也無法避免地受到這一問題的困擾。

　　美國“機(jī)遇”號空間探測器剛開始火星探測任務(wù)時，1.3米的太陽能電池板每天可以提供900瓦時的電能，然而到2010年6月，隨著太陽能面板沾上火星灰塵，每天提供的電能降到了500~600瓦時，NASA(美國宇航局)不得不盡量讓兩臺火星車?？吭诔系男逼律希屗鼈兛梢詴竦礁嗟奶柟?。

太陽能電池板表面人工清潔成本高昂

　　面對巨額經(jīng)濟(jì)損失，任何太陽能發(fā)電廠經(jīng)營者都不可能無動于衷。為保證正常發(fā)電，一般發(fā)電站每月都要對電池板進(jìn)行一到兩次的清洗。據(jù)記者了解，當(dāng)前太陽能電池板清洗的主要方式分為人工水洗和工業(yè)清洗設(shè)備沖洗，但其清潔的難度與成本，卻讓原本就成本高啟的太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)不堪重負(fù)。

　　還是以上面那家榆林20MW太陽能光伏電站為例，如果采用人工水洗，要保證這樣規(guī)模的電站的所有電池板時刻清潔，至少需要20名清洗工人不間斷工作。費時費工費錢不說，工人要在墊高的太陽能板上爬上爬下，不僅危險系數(shù)頗高，而且脆弱的電池板難以長時間承受人的體重，容易損傷。

　　那么工業(yè)清洗設(shè)備是否能有效解決這個問題呢?調(diào)查顯示，按照通常設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，每10MW電站配套工業(yè)清洗系統(tǒng)最少需要一次性投資幾百萬元，可謂數(shù)額不菲。而且工業(yè)清洗很難保證清洗得干凈徹底，一旦留下死角，就有可能引起“熱斑效應(yīng)”等嚴(yán)重后果。

       什么是熱斑效應(yīng)呢？據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，未被清洗邊角部分電池板會由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?，被遮蔽的光伏電池會變成不發(fā)電的負(fù)載電阻，消耗相連電池產(chǎn)生的電力，造成發(fā)熱，這就是“熱斑效應(yīng)”。此過程會加劇電池板老化，減少光電轉(zhuǎn)化率，嚴(yán)重時會引起火災(zāi)。

　　即使光伏電站舍得花大價錢清潔電池板，還有些先天性的“硬件”缺失難以解決：由于我國光照分布情況，我國有大量光伏電站建設(shè)于西部戈壁灘和沙漠地帶，這些地區(qū)的共同特點就是“缺水”，在這種水比油貴的區(qū)域頻繁花費大量水資源來清洗電池板，顯然不太現(xiàn)實。

新型涂層為太陽能電池板穿上防污自潔免清洗防護(hù)服

　　太陽能電池板清潔成本高昂，難度頗大，那是否還有其他手段可以解決太陽能電池板的清潔難題?帶“防污”功能的太陽能板特殊涂層是目前國際上的研發(fā)重點方向之一。

　　深圳青山新材攜手日本涂層材料知名企業(yè)共同面向中國大陸推出太陽能電池板光伏玻璃涂層材料，而該涂層技術(shù)最引人關(guān)注的就是其“防污自潔、持久光亮、高透光率、無VOCs、食品級安全標(biāo)準(zhǔn)”的特性。

　　據(jù)青山新材產(chǎn)品經(jīng)理李想介紹，作為國內(nèi)高端納米材料涂層涂料供應(yīng)商，太陽能電池板的防污自潔難題也早有關(guān)注，但一直也沒找到合適的解決方法。直到公司代表到日本合作廠商洽談項目合作事項時，一款太陽能電池板的防污自潔免清洗涂層材料吸引了青山新材代表的目光。

　　據(jù)日方專家介紹， 太陽能面板用防污自潔涂料維持太陽能板表面特有的透明性能，不含VOC，并且符合食品衛(wèi)生安全法規(guī)，令太陽能電池表表面保持持久性的光亮、清潔，使用后安裝在野外的電陽能電池板表面不需要定期清洗也能維持發(fā)電效率，一次簡單的施工就可以達(dá)到這個目的。該涂層使太陽能電池板表面超親水，水接觸角5度以下，下雨的時候，玻璃表面的臟污物被有效地沖洗掉。并且，涂層帶有防靜電功能，煤煙、黃砂、塵埃、鳥類糞便等難以沾付在經(jīng)過涂層處理的太陽能面板上。 經(jīng)自潔防污涂層處理之后，定期沖沖水或者雨水就可以使太陽能板表面的灰塵、飛禽糞便等沖刷干凈，使太陽能板的維護(hù)成本降低，始終保持良好的發(fā)電功率。青山新材將與日本方面進(jìn)一步合作，對這一涂層進(jìn)行深度開發(fā)和推廣。