科普:在全球光伏产业迅速发展的今天,如何抓住光伏清洁市场带来的机遇?

浏览数量: 2420 作者: 本站编辑 发布时间: 2020-11-27 来源: 本站

过去十年,能源需求不断增长,日益加重的气候变化以及油价波动,迫使人们需要从可再生能源中获取更多的电力。而太阳能资源的丰富和光伏(PV)组件效率的提高,使得太阳能正迅速成为一种经济高效的发电来源。

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据IRENA称,太阳能光伏系统在电力生产中的用途正逐步扩大(全球已安装了480GW光伏系统),并在未来几十年持续成为必不可少的可再生能源。

根据IEA发布的《 2019年能源展望》报告,可再生能源发电量将以太阳能光伏为首,在2019年至2024年期间将增长50%。

正如IRENA所预计的,2050年澳大利亚将拥有最高的太阳能发电份额,将近40%;其次是美国的太阳能发电份额33%;南非为32%;日本为30%。太阳能光伏发电的增长之势必将为所有利益相关者创造更多的就业和创收机会。

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从下图“全球光伏发电潜力”可以看出:与其他地区或国家相比,中东、非洲和澳大利亚潜力明显突出。正因如此,人们在这片辐射资源丰富的土地上开展了许多项目。

根据中东太阳能产业协会(MESIA)的《2020年太阳能前景报告》指出,中东和北非地区在未来几年将拥有超过20GW的光伏项目。

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PV模块的电能输出及其寿命取决于各个方面。其中一些问题与模块本身(PV材料的类型)有关,而其他问题与位置和环境(太阳能、温度、污染、云雾和遮挡物)有关。

与其他半导体器件一样,PV电池非常敏感,其效率也会随温度升高而降低。电池温度受各种因素影响,例如环境温度、风速、辐射量下降、组成太阳能电池板的材料类型等。温度对光伏组件的影响程度取决于所用半导体的类型。

外来颗粒在太阳能光伏阵列模块表面上的沉积称为“污物”。这些污物可能是沙子、盐、鸟粪、雪或面板上的任何其他沉积物。此类沉积物会通过减少模块玻璃盖的光传输来影响太阳能电池的光子吸收。随着污染的增加,转换效率逐渐损失,从而降低模块和整个阵列的能量产量,我们称之为“污损”。

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下图展示了全球各个区域对沙尘暴的易感性。我们可以发现,全球辐射最高的地区和国家也有很高的污染潜力。尽管它们最适合建造大型光伏电站(从太阳辐射的角度来看),但与其他地方的电站相比,它们必须有效且更频繁地清洁光伏板。

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减少因灰尘引起的功率损耗,对于在干旱地区开展太阳能发电的电厂来说至关重要。这些地区的气溶胶浓度很高,沙尘暴频繁,灰尘更容易在面板上堆积。

在中东地区,由于光伏面板上的灰尘堆积而导致的发电损失可能超过40%,而由大气灰尘沉积而造成的每日损失可能超过6%。灰尘沉积会导致某些位置的性能显着降低。尽管人们已经研究了几种清洁和预防方法,但与维护成本低、水和能源消耗最少的解决方案仍存在一定差距。


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美国航空航天局发送到火星的两台漫游者探测器上的光伏面板经常被火星尘埃覆盖,导致其发电量大幅度降低。然而,漫游者只能利用强风除尘来替代其他机械清洁手段。


业主和运营商的风险和回报与电厂的绩效比率息息相关。太阳能发电厂需要占用大量的物理空间,这就是为什么它们通常建在偏远但又要满足最低辐射水平的地区。

对于安装在沙尘暴频繁的恶劣干旱气候区域的光伏面板而言,污染是一个非常严重的问题。为了应对这种情况,光伏面板清洁市场迅速发展,并成为太阳能技术不可或缺的一部分。

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最初,大多数太阳能系统安装在降雨量足以清洁光伏板表面的区域。然而,即使在降雨大的地区,污染也可能严重影响太阳能产量。

太阳能电池板的清洁工作虽然没有标准化,但已涉及到各种技术的应用,包括手动、半自动和全自动清洁模式。一些工厂会使用由拖拉机或其他车辆驱动的清洁刷设备;另一些则更喜欢使用清洁机器人来清洁面板。发电厂可根据不同的参数和预算来选择合适的清洁方式。


从清洗技术上来说,太阳能电池板的清洁可分为“干洗”和“湿洗”。

顾名思义,“湿洗”是利用水和相关化学物质以清除太阳能电池板上的沉积物。这种方式更适用于水储量丰富且降雨多的地区。但根据PI Berlin AG研究所的数据,很少有大型发电厂会将水清洗作为清洗光伏板的最佳方案。

“干洗”是一种不用水的清洁方式。它通过使用电动刷或加压空气来清洁面板。各种在类似沙漠环境中完成的报告和研究都建议干洗是干旱气候区的最佳清洁选择。


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全球电力需求将持续增长,可再生能源会更加普及。想要利用太阳能光伏组件发电,必须清楚认识到污染和温度造成的损失与工厂的地理位置之间的关系,才能采取相应的措施解决这些问题。而对处于干旱环境中的大型光伏发电厂,干洗似乎比湿洗更好。



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