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太阳能板除尘降温一机两用,新型压缩空气系统有助节约用水

2024-11-24 207


我们会用高压除尘空气罐清理键盘,偶尔喷一喷保持整洁,那我们也可以用类似的方法吹走太阳能板上的沙尘吗?最近英国科学家已研发实验性压缩空气系统,清理太阳能板的同时,还可以冷却模组提高发电量。

沙尘砂石可谓太阳能大敌,刮伤与尘埃累积都会影响转换效率,发电量最多可能会降低 35%,太阳能板甚至会减寿,同时炎热高温天气也会影响发电效率,在缺水时若要帮太阳能板降降温与除沙,有什么好方法?

对此英国华威大学研制的压缩空气清理系统,由压缩机、空气罐与气流调节筏与口径为 5mm 的喷嘴组成,乍看之下可能与一般的喷嘴差不多,但为了迅速吹走模组上灰尘,并表面降温效果,团队也经过数学模型分析一番,目前更已经在印度西北部的太阳能电场进行测试。

压缩机的供电来源为太阳能板本身,也是用气流调节筏控制压缩空气,最后达到除尘与降温功效,团队指出,这项设备安装在太阳能板边缘,以薄薄气流吹走模组上的灰尘与热量,同时气流管也可以移动去清理其他部分。团队表示,所有零件都是低成本且已标准化生产的产品。

目前团队正在印度西北部太阳能电场进行测试,原先太阳能系统表面上会覆盖 5.3 公克厚的砂石,当表面温度达到开氏 303 度(摄氏 29 度)时,输出功率从 42.5 降到 37.5W,而装设两组喷嘴后,平均输出功率回到 41.82W。

实验更指出,在开氏 333 度(摄氏 59 度)的情况下,模组发电量会降到 28.24 W,使用喷嘴 130 秒后,将模组温度可降到开氏 315 度(摄氏41度)、功率输出提高至 32.42W,团队也进一步研究喷嘴使用时长对降温的效果,分别设置 10、15 和 20 秒,发电量则从 567.4W 分别增加 30.7%、33.6% 和 36.1%。

不过由于压缩空气设备的供电来源为太阳能板本身,长时间运作也有损光电效益,还须提升冷却效果与效能表现,团队表示,为了要在压缩空气能耗与太阳能性能改善间取得平衡,需要精准设定吹气时间和清除特定大小的砂石。

未来还需要进一步最佳化喷嘴配置、清洁频率和时间,以及在不同砂石沉积速度与太阳能模组温度下,整合进最大功率点跟追踪(MPPT)。

  • UK Researchers Use Compressed Air for Cooling and Cleaning PV panels

(首图为示意图,来源:shutterstock)

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