中國科學技術大學的科學家近日對光伏板結塵過程及水基清潔方法進行了深入研究，旨在優(yōu)化維護策略，提高光伏系統(tǒng)的安全性和效率。這一研究聚焦于商業(yè)和工業(yè)光伏、住宅光伏以及公用事業(yè)規(guī)模光伏領域，尤其關注亞洲地區(qū)，特別是中國光伏系統(tǒng)面臨的灰塵污染問題。

研究工作的圖形摘要 圖片來源：中國科學技術大學

研究團隊查閱了截至2024年全球發(fā)表的250篇相關論文，深入分析了灰塵結垢的形成機制。他們發(fā)現，灰塵的元素組成、顆粒大小和表面粗糙度是關鍵特性，而這些特性與不同季節(jié)和地理環(huán)境中的相對濕度、露水和降雨等環(huán)境因素相結合，形成了四種類型的結垢。研究人員指出，粉塵鱗片形成的作用方式多樣，包括吸附-凝聚、重結晶等，且不同類型的鱗片對清潔方式的要求也不同。例如，單一礦物塵埃形成的鱗片附著力小，容易清洗，而含有生物塵埃和工業(yè)塵埃的鱗片則更具挑戰(zhàn)性。

為了有效應對這些挑戰(zhàn)，研究團隊確定了水壓、流速、擴散角度等水清潔參數，并分析了這些參數與灰塵種類、來源和特征之間的匹配關系。他們發(fā)現，對于局部堆積的鱗片、島狀鱗片和溝狀層狀鱗片，需要更大的沖擊力才能有效去除;而對于厚度小的塵埃鱗片，則應考慮水流的覆蓋面積。此外，來自沙漠、城市和沿海地區(qū)的灰塵會形成“泥帶”，進一步降低光伏效率并增加熱風險。研究表明，在亞洲地區(qū)，光伏效率因灰塵污染每周損失高達7.84%，是受影響最大的地區(qū)之一。

針對這些問題，研究團隊提出了優(yōu)化水基清潔方法的策略。他們指出，加壓水清洗平均可提高發(fā)電效率10.4%，且每周用水清洗光伏板可有效消除灰塵污染。同時，他們還提供了水清洗的最小耗水量和平均耗水量的參考數據，為實際應用提供了科學依據。這一研究成果已發(fā)表在《可再生和可持續(xù)能源評論》上，題為“結合光伏板的粉塵結垢行為和水清潔方法”。

此次研究不僅深化了對光伏板除塵過程的理解，還為制定更有效的維護策略提供了科學依據，有助于提升光伏系統(tǒng)的整體效率和安全性。