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你听说过EDS 电磁胶膜吗? 一种新型光伏电站清洗方案!

发表于:2019-10-31 08:44:59    

来源:光伏领跑者创新论坛

积灰、碎屑、鸟粪、树叶等各种异物都是电站运维时需要扫除的,尤其是积灰,其影响远远超过了人们为提高发电效率而在电池技术、逆变器技术等方面所作的各种努力。

传统的光伏电站清洗方案各有优缺点,概括起来有以下几种:

1)用水、刷子、吸尘器人工清洁:费时费力;

2)自清洁防污涂层:可降低灰尘附着力的超疏水涂层,或可提高表面润湿性的超亲水涂层。缺点是涂层的耐久性和自清洁效果;

3)使用车辆或机器人手动操作的洒水、喷水装置:需要大量的水和运维通道;

4)用超细纤维刷和吸尘器进行机器人清洁:需要机器人运行导轨或支架;

5)使用无人机进行清洁:效率和周期。

据悉,一种新型的光伏电站清洁维护材料EDS胶膜(Electrodynamic Film)正在研发之中,该材料利用了电磁原理,通过让组件表面的尘埃具有电磁性,并在电场下运动离开组件表面,从而维持组件表面的清洁。

一块小组件上的EDS胶膜

波士顿大学Malay Mazumder研究团队一直在努力开发和测试一种电磁(EDS)膜,能让光伏组件表面保持清洁,同时大大减少了水和人力(或机器人)的使用。目前该项研究仍处于原型和测试阶段,但很明显这项技术很可能是最可行的长期光伏电站清洁运维解决方案。

EDS电磁胶膜的运行原理

EDS电动胶膜由嵌入在两个透明介电层之间的一系列平行的透明导电电极组成,可以对其进行翻新或集成到组件的表面。EDS膜可以产生一个行进的电场,该电场将可让组件表面的灰尘带电并通过电场让带电灰尘颗粒产生移动,清除表面的灰尘。这种清洗方法无需移动部件或水,并且该系统可以由光伏电站本身的发电来供电,还可以通过编程周期性地运行,或者由现场传感器控制。

波士顿大学团队已通过各种现场试验了一个5X5英寸的原型,并在Sandia Labs进行了测试。桑迪亚(Sandia)测试主要针对胶膜导线的不同几何形状及导线的厚度、宽度、间距以及对PV组件光学性能的影响。

在经过优化配置之后,使用EDS系统进行清洁的试验表面,能将光伏组件的输出功率恢复到其正常输出的95%,或者将集中式光热发电太阳镜的镜面反射率恢复到其原始反射率的90%。

结果表明,EDS电动胶膜能为太阳能电站的维护开辟一种全新的思路,除了节省成本和用水, EDS薄膜还可以帮助光伏电站更稳定地达到最佳发电性能。

EDS电磁胶膜的优势

桑迪亚实验室Sandia Labs研究员Julius Yellowhair称,使用EDS胶膜不仅可以节约用水,还可以根据需要进行多次清洁,并一直保持表面高清洁度,从而提高电站的发电能力。与水清洗相比,Sandia Lab进行了一些模拟,靠水清洗的组件发电能力一直在下降,直到被清洗后恢复,然后又再次下降。借助EDS,电站可以长时间保持稳定的清洁表面。

尽管测试结果令人鼓舞,但考虑到未来商业化生产和安装后,EDS解决方案是否会被证明经济可行?研究人员认为,在找到工业合作伙伴大规模生产EDS电动胶膜之前,尚不清楚实际的总成本是多少。但研究团队认为,EDS电动胶膜的运行成本相当低廉,只要材料成本不高于每平方米20美元,EDS技术在经济上就可行的。

目前研究团队与Eastman Kodak合作开发了一个更大的30英寸乘30英寸的原型,以进一步收集测试结果,并计划在全球四个完全不同的太阳能电站中进行现场试验,以适应各种灰尘类型和环境。

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