太陽(yáng)能電池板的灰塵應(yīng)該如何清理

　　細(xì)微的灰塵竟能導(dǎo)致我國(guó)太陽(yáng)能光伏發(fā)電項(xiàng)目每年損失數(shù)億元。這并不是杞人憂天，而是事實(shí)!據(jù)了解，我國(guó)太陽(yáng)能電池板因受到粉塵等污染，光伏玻璃表面沙土、花粉、鳥類糞便等物質(zhì)的堆積，導(dǎo)致太陽(yáng)能電池板的發(fā)電效率下降，所造成的巨額損失正日益引起業(yè)界的關(guān)注。

　　青山新材引進(jìn)日本新型涂層材料，可以有效的提升太陽(yáng)能電池板表面“抗污”“增強(qiáng)透光率”，是一種能持久保持表面光亮的太陽(yáng)能電池板涂層。這到底是怎樣的一種技術(shù)，會(huì)對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)帶來怎樣的影響?

       光伏太陽(yáng)能作為全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展的一個(gè)巨大產(chǎn)業(yè)，卻因電站普遍缺乏積極清潔致使灰塵污染大幅降低電站發(fā)電量,預(yù)計(jì)每年至少在5%以上，由此帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失令人咋舌：一組數(shù)據(jù)顯示，如按照2020年全球裝機(jī)量預(yù)計(jì)將達(dá)到500GW左右計(jì)算，每年因灰塵降低發(fā)電量而造成的經(jīng)濟(jì)損失將高達(dá)50億美元。隨著電站裝機(jī)量的不斷增長(zhǎng)，這一損失會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重——2030年全球裝機(jī)總量約1400GW時(shí)，灰塵造成的經(jīng)濟(jì)損失預(yù)計(jì)將高達(dá)130億美元。

灰塵事小，但卻能招致電池板發(fā)電功率損失60%

       灰塵對(duì)電池板的發(fā)電效率影響究竟有多大?以一年的沉積量來看，若是普通灰塵最高可導(dǎo)致發(fā)電功率衰減40%，但若是油性灰塵，衰減率將高達(dá)60%。小小的灰塵可以讓光伏發(fā)電項(xiàng)目每年損失數(shù)幾千萬美元，這絕不是危言聳聽。

灰塵是如何影響電池板發(fā)電功率的？

      首先，灰塵遮蔽了到達(dá)光伏組件的光線；二是因?yàn)橐恍┧釅A性較強(qiáng)的灰塵經(jīng)侵蝕電池板表面，降低了面板玻璃的透過率；三是因?yàn)榛覊m會(huì)影響光伏組件表面的散熱，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低。

連續(xù)8天不清潔，灰塵導(dǎo)致發(fā)電量損失高達(dá)14.3%

    在沒有降雨的情況下連續(xù)8天未對(duì)電池板進(jìn)行清潔工作，數(shù)據(jù)顯示，清潔后首日電池板在日累計(jì)輻射量22MJ/m2下，每千瓦組件發(fā)電量為5.73kwh，但到了第8天，同輻射量下組件每千瓦發(fā)電量已經(jīng)下降到了4.91kwh，僅8天時(shí)間灰塵已導(dǎo)致發(fā)電量損失達(dá)14.3%。值得一提的是，這是在空氣質(zhì)量相對(duì)比較好的蘇州，若是在北方工業(yè)污染嚴(yán)重或西北風(fēng)沙偏大且降雨量又少的地區(qū)，如果連續(xù)多日不清潔，灰塵導(dǎo)致的發(fā)電量損失無疑會(huì)更大。

太陽(yáng)能光伏發(fā)電一年被灰塵吞掉數(shù)億元

　　太陽(yáng)能電池板的潔凈程度對(duì)發(fā)電效率的影響究竟有多大?我們舉一個(gè)例子來說明。

　　陜西榆林某20MW太陽(yáng)能光伏電站，該電站的占地面積約700畝，總投資大概2億元。當(dāng)初設(shè)計(jì)年發(fā)電量2000多萬度，按政府每度電補(bǔ)貼1元計(jì)，年收益可達(dá)2000多萬元。但這只是理想狀態(tài)的收益率，事實(shí)上，因?yàn)闊o法徹底解決電池板清洗問題，電池板的實(shí)際發(fā)電效率由23%~25%下降到17%~18%左右，由此造成的損失，每年至少在200萬元以上。

　　顯然，遇到“灰塵”難題的不僅只有榆林這一家發(fā)電站。據(jù)了解，我國(guó)絕大多數(shù)太陽(yáng)能發(fā)電站都或多或少受到這個(gè)問題的困擾。數(shù)據(jù)顯示，2012年，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)電量達(dá)到2吉瓦(1吉瓦等于10億瓦)，而這也意味著2012年我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電行業(yè)因?yàn)榛覊m造成的損失高達(dá)2.5億元。

　　事實(shí)上，小小的灰塵一直是降低太陽(yáng)能電池板發(fā)電量的致命問題，即便是代表頂尖科技的太空探索也無法避免地受到這一問題的困擾。

　　美國(guó)“機(jī)遇”號(hào)空間探測(cè)器剛開始火星探測(cè)任務(wù)時(shí)，1.3米的太陽(yáng)能電池板每天可以提供900瓦時(shí)的電能，然而到2010年6月，隨著太陽(yáng)能面板沾上火星灰塵，每天提供的電能降到了500~600瓦時(shí)，NASA(美國(guó)宇航局)不得不盡量讓兩臺(tái)火星車?？吭诔系男逼律?，讓它們可以曬到更多的太陽(yáng)光。

太陽(yáng)能電池板表面人工清潔成本高昂

　　面對(duì)巨額經(jīng)濟(jì)損失，任何太陽(yáng)能發(fā)電廠經(jīng)營(yíng)者都不可能無動(dòng)于衷。為保證正常發(fā)電，一般發(fā)電站每月都要對(duì)電池板進(jìn)行一到兩次的清洗。據(jù)記者了解，當(dāng)前太陽(yáng)能電池板清洗的主要方式分為人工水洗和工業(yè)清洗設(shè)備沖洗，但其清潔的難度與成本，卻讓原本就成本高啟的太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)不堪重負(fù)。

　　還是以上面那家榆林20MW太陽(yáng)能光伏電站為例，如果采用人工水洗，要保證這樣規(guī)模的電站的所有電池板時(shí)刻清潔，至少需要20名清洗工人不間斷工作。費(fèi)時(shí)費(fèi)工費(fèi)錢不說，工人要在墊高的太陽(yáng)能板上爬上爬下，不僅危險(xiǎn)系數(shù)頗高，而且脆弱的電池板難以長(zhǎng)時(shí)間承受人的體重，容易損傷。

　　那么工業(yè)清洗設(shè)備是否能有效解決這個(gè)問題呢?調(diào)查顯示，按照通常設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，每10MW電站配套工業(yè)清洗系統(tǒng)最少需要一次性投資幾百萬元，可謂數(shù)額不菲。而且工業(yè)清洗很難保證清洗得干凈徹底，一旦留下死角，就有可能引起“熱斑效應(yīng)”等嚴(yán)重后果。

       什么是熱斑效應(yīng)呢？據(jù)業(yè)內(nèi)專家介紹，未被清洗邊角部分電池板會(huì)由發(fā)電單元變?yōu)楹碾妴卧?，被遮蔽的光伏電池?huì)變成不發(fā)電的負(fù)載電阻，消耗相連電池產(chǎn)生的電力，造成發(fā)熱，這就是“熱斑效應(yīng)”。此過程會(huì)加劇電池板老化，減少光電轉(zhuǎn)化率，嚴(yán)重時(shí)會(huì)引起火災(zāi)。

　　即使光伏電站舍得花大價(jià)錢清潔電池板，還有些先天性的“硬件”缺失難以解決：由于我國(guó)光照分布情況，我國(guó)有大量光伏電站建設(shè)于西部戈壁灘和沙漠地帶，這些地區(qū)的共同特點(diǎn)就是“缺水”，在這種水比油貴的區(qū)域頻繁花費(fèi)大量水資源來清洗電池板，顯然不太現(xiàn)實(shí)。

新型涂層為太陽(yáng)能電池板穿上防污自潔免清洗防護(hù)服

　　太陽(yáng)能電池板清潔成本高昂，難度頗大，那是否還有其他手段可以解決太陽(yáng)能電池板的清潔難題?帶“防污”功能的太陽(yáng)能板特殊涂層是目前國(guó)際上的研發(fā)重點(diǎn)方向之一。

　　深圳青山新材攜手日本涂層材料知名企業(yè)共同面向中國(guó)大陸推出太陽(yáng)能電池板光伏玻璃涂層材料，而該涂層技術(shù)最引人關(guān)注的就是其“防污自潔、持久光亮、高透光率、無VOCs、食品級(jí)安全標(biāo)準(zhǔn)”的特性。

　　據(jù)青山新材產(chǎn)品經(jīng)理李想介紹，作為國(guó)內(nèi)高端納米材料涂層涂料供應(yīng)商，太陽(yáng)能電池板的防污自潔難題也早有關(guān)注，但一直也沒找到合適的解決方法。直到公司代表到日本合作廠商洽談項(xiàng)目合作事項(xiàng)時(shí)，一款太陽(yáng)能電池板的防污自潔免清洗涂層材料吸引了青山新材代表的目光。

　　據(jù)日方專家介紹， 太陽(yáng)能面板用防污自潔涂料維持太陽(yáng)能板表面特有的透明性能，不含VOC，并且符合食品衛(wèi)生安全法規(guī)，令太陽(yáng)能電池表表面保持持久性的光亮、清潔，使用后安裝在野外的電陽(yáng)能電池板表面不需要定期清洗也能維持發(fā)電效率，一次簡(jiǎn)單的施工就可以達(dá)到這個(gè)目的。該涂層使太陽(yáng)能電池板表面超親水，水接觸角5度以下，下雨的時(shí)候，玻璃表面的臟污物被有效地沖洗掉。并且，涂層帶有防靜電功能，煤煙、黃砂、塵埃、鳥類糞便等難以沾付在經(jīng)過涂層處理的太陽(yáng)能面板上。 經(jīng)自潔防污涂層處理之后，定期沖沖水或者雨水就可以使太陽(yáng)能板表面的灰塵、飛禽糞便等沖刷干凈，使太陽(yáng)能板的維護(hù)成本降低，始終保持良好的發(fā)電功率。青山新材將與日本方面進(jìn)一步合作，對(duì)這一涂層進(jìn)行深度開發(fā)和推廣。