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纳米疏水涂层对在多尘情况中太阳能光伏组件的明显作用

   日期:2019-03-14     泉源:光伏领跑者创新论坛    欣赏:939    批评:0    
本文提出并研讨了自干净纳米涂层在 太阳能 电池板上的使用。我们丈量了纳米涂层外貌水点打仗角的紧张性。我们发明在透光率和开路电压(Voc)对 光伏 组件的无益作用。实行评释,事前做过处置惩罚的玻璃透射系数(T)更高。别的,从热透镜剖析,我们发明,绝对未处置惩罚的模块,具有纳米涂层的光伏组件变得更冷,更干净。

先容

颠末质料技能的不停生长,薄膜和纳米质料是明显低落太阳能体系本钱的最佳替换方案;他们是有潜力可以被利用在必要提供高能量转换服从和功效化功能的高功能质料。在这项研讨中,我们对太阳能电池组件对尘土堆积和温度变革的敏理性举行了实行,使我们可以或许优化太阳能发电设置装备摆设的动力消费,完成在多尘的地域最佳功能(戈壁地域,接近海边,干旱和半干旱地域)。为了满意这一要求,本文提出并实行了太阳能电池板上自干净纳米涂层的使用。

为了制止光伏组件玻璃上的净化,我们经过使用疏水性纳米涂层质料研制出几条途径。正如曩昔对戈壁和半干旱地域的研讨所示,干净本钱十分紧张,意味着光伏电站的维护和运转本钱(M&O)以及动力代价的下跌。这驱动着我们提出在多尘或净化情况中利用太阳能电池板的办理方案。

疏水涂层的外貌处置惩罚实行

为了制止净化在光伏组件玻璃上的影响,我们接纳了一种基于聚合物和基本自然油脂混淆物的疏水涂层质料,举行了频频实验。其准确的公式是凭据nanotol专利。在玻璃样品和光伏组件上举行了数次跟踪测试。这些玻璃样品将用于研讨我们所发明的水排挤反响性(疏水性),以及液滴水打仗角的丈量。之后,玻璃样本容许我们研讨光传输的退化。涂层了的光伏模块与疏水层举行电和热剖析,以确定它们在下一节中展现的功能和举动。


图1总结了玻璃和光伏模块涂层的重要步调。疏水纳米涂层的堆积历程,起首是用蒸馏水和洗濯剂洗濯玻璃或光伏组件。然后,以防残留污垢,使用稀释的Primer纳米干净剂举行干净。大概,我们间接去末了一步洗濯,利用在蒸馏水浓缩了的Primer(15毫升/1升)。在利用微纤维后擦拭枯燥后,我们失掉了一个完善的洁净外貌,预备好涂上疏水性纳米涂层。末了,我们喷纳米密封剂Sealant在干净玻璃外貌,等10分钟的固化工夫后,我们继承用特定的超细纤维抛光。颠末处置惩罚的玻璃和光伏组件,最佳结果是在袒露于户外条件之前,生存在洁净的中央静置48小时。

结果和讨论


为了验证我们涂层的疏水性,我们丈量了打仗角。对付这个题目,我们曾经使用了高辨别率的相机来对玻璃外貌上的水点举行图像捕捉。我们曾经从图2a和b看到了水点打仗角到达90°的显着增长(图2b)。别的,我们可以看到图3干净多尘的外貌的无益结果,我们可以视察到干净的水。

我们曾经乐成地在经处置惩罚的玻璃上表现出更高的透射系数。这种革新在实行上表现于图4。此中丈量处置惩罚和未处置惩罚的洁净玻璃之间的均匀差距为3.73%。另一方面,这种流传差距在尘土玻璃上进一步扩展,在我们的粉尘堆积条件(4.6g/m2)下变得8.78%。


光伏组件的反面温度与开路电压(Voc)曾经在户外实行台上利用数据记录仪HydraFluke系列II举行了研讨。我们曾经在图5中绘制了我们的丈量结果。然后,我们盘算了纳米涂层的光伏模块和未涂覆的光伏模块的Voc电压对温度(ΔVoc/ΔT)的消耗系数。我们发明有纳米涂层的光伏组件的消耗较低(对付纳米涂层光伏组件,ΔVoc/ΔT=-15.6mv/℃,未涂覆的光伏组件的ΔVoc/ΔT=-17.7mv/℃)。


这将改进光伏组件在我们的园地(北非)的低温条件下的体现。使用热敏照相机,经过表现一个表面颜色(图6-a)证明了这些曩昔的结果,评释处置惩罚过的模块的温度更低,这可以经过粉尘热门效应来表明。究竟上,尘土积累招致光伏电池中暗影地区的增长,这在光伏模块中孕育发生更高的热门,然后孕育发生更高的温度。同时,我们在用疏水纳米涂层处置惩罚过的外貌上视察到更干净的外貌模块。

疏水涂层本钱剖析

为了证明我们的光伏组件技能运转和维护(O&M)涂层发起的附加值,我们预计了nanotol®的疏水涂层(包罗其施工)的外貌处置惩罚本钱,总价约为0.72欧元/平方米/2年,至多有用期为两年。因而,每年0.36欧元/平方米。从参考文献4,我们的地域(北非)与天气条件相立室,我们经过通例要领盘算了大型光伏电站(>1兆瓦)洗濯一平方米的本钱;是2.25欧元/平方米/年。因而,经过利用纳米涂层方案,我们博得1.89欧元/平方米/年,相称于18.900欧元/1MW/年。

结论

实行数据评释,纳米涂层玻璃具有更高的透射率,是由光伏模块的加强的电气功能转化。光伏组件的热和电举动的实行研讨表现,开路电压与温度系数的消耗明显低落。别的,与传统的干净技能相比,本钱剖析预计有一个增益利润约1.89欧元/平方米/年。别的,这也支持了我们水资源无限的地域的光伏技能的可连续性。从本文的角度来看,我们正在网络实行数据,以丈量绝对于未涂覆光伏电池而言,利用了纳米密封涂层的光伏电池板两年内,服从(%)和能量输入(W)的增益将到达每平方米几多。 
 

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