鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2021年12月21日
海上光伏系統或許行不通?研究人員發現海水對光伏電池的用途
一組中國科學家模擬了海洋環境對安裝在大型遠洋貨輪上的光伏系統性能的影響,并發現鹽霧和海水對電池板的電輸出特性的影響存在差異。
研究人員解釋說,海洋環境通過與酸堿物質混合的鹽和水蒸氣對組件表面有很大的影響,并指出以前的研究主要集中在海水腐蝕和鹽粒造成的損害。在海水腐蝕下,光伏組件的玻璃表面會形成腐蝕黑點,光譜透射率進一步下降,它們甚至會造成不可修復的物理損壞,盡管海洋環境具有高度腐蝕性,但鋼化玻璃需要很長時間才能被嚴重腐蝕。關注海洋環境因素對光伏組件電輸出特性的影響可能更為迫切。
學者們將鹽霧和海水對光伏系統的影響描述為一個動態過程,通過這個過程,鹽霧在組件上形成一個層,從而在其表面形成一層水膜。他們強調說:"同時,海水也會覆蓋光伏組件的表面。當鹽霧和海水蒸發時,鹽粒就會留在玻璃蓋板的表面上。"
中國小組建立了一個實驗平臺,包括一個主工作箱、一個樣品架、一個模塊化照明系統和一個水循環系統。每個功率輸出為10W的迷你太陽能電池板被水平放置在樣品架上,濕度、輻射和溫度傳感器被用來收集環境參數。實驗中使用了濃度為3.5%、PH值為8.2的人工海水。通過測試儀PROVA210對光伏系統的性能進行了評估。
噴鹽
通過分析,科學家們發現,在噴灑鹽霧后,照射到組件表面的太陽輻射被大大降低了。這種削弱效應對光伏組件的電力輸出的影響比冷卻帶來的積極效應更大,導致電力輸出下降。
當不再噴灑鹽水時,面板上的太陽輻射水平再次增加,這表明鹽水對太陽輻射的影響比對溫度的影響更大。水噴霧對一個光伏組件的電輸出特性的綜合影響表現為最大功率降低約6%,研究小組進一步解釋道,當光伏組件在內陸河流以及其他有易凝水的地區使用時,環境中產生的水霧也會對電輸出特性產生類似的影響。
海水
在分析海水的影響時,研究人員發現,由于蒸發和吸熱,海水有明顯的冷卻作用,這些甚至可以使組件產量提高20%。然而,當水蒸發時,鹽的晶體會逐漸附著在組件表面,這使得太陽輻照度在玻璃罩上均勻地擴散。
作為一種導熱性低的材料,鹽顆粒阻礙了光伏組件的熱傳導,使光伏組件難以釋放自身的熱量,導致溫度上升,鹽顆粒還削弱了整個組件的透光性。盡管海水附著在一個光伏組件表面的冷卻效果是明顯的,但如果沒有隨后的海水沖刷,它將是暫時的。
作為加熱劑和減少太陽輻射的因素,鹽顆粒的綜合影響導致實驗性光伏系統的產量減少10%。
科學家們總結說,需要進行更多的研究來完全了解鹽霧和海水之間共存的動態。由此產生的對光伏模塊輸出的變化往往非常復雜,它可能導致光伏模塊輸出的增加或減少,同時,考慮到雨水、海水的鹽度和其他因素,鹽的沉積會比較慢,這也會影響光伏組件的輸出。
實驗裝置在論文《海洋環境對光伏模塊電輸出特性的影響》中進行了介紹,該論文最近發表在《可再生和可持續能源雜志》上。該研究小組由武漢理工大學和中國水運安全國家工程研究中心(WTS中心)的科學家組成。










