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你不知道的光伏組件自清潔技術

編輯:碧然新材料|

本世紀以來,光電轉換技術發展迅猛,光電轉換效率在經歷了早期迅速提升后,由于已逐漸接近理論極限值,突破性技術的研發速度已進入平穩期。在這種情況下,其他因素對組件發電效率和發電量的影響逐漸凸顯。其中,灰塵遮擋對組件的影響逐漸成為一個重要的研究課題。光伏組件自清潔技術在此背景下應運而生。

自清潔技術是指具備自我凈化清潔能力的技術,這項技術的研究最早開展于上個世紀七、八十年代,通常以玻璃、瓷磚、水泥等等建筑材料為載體。在光伏領域的應用,主要是在光伏組件用玻璃面板表面使用自清潔技術,使玻璃發生物理或化學反應,從而不再需要通過傳統的人工擦洗方法,而在自然雨水的沖刷下達到清潔狀態。自清潔技術的載體為光伏組件玻璃面板,自清潔材料以“膜層”或“涂層”的狀態與玻璃進行結合,呈現自清潔效果。具備這種自清潔能力的玻璃業界稱為“自清潔玻璃”,安裝這種玻璃的組件為“自清潔組件”。
自清潔技術分類

自清潔技術的分類主要是按照其侵潤性,可分為超親水性自清潔玻璃和超疏水性自清潔玻璃。

超親水和超疏水的區別如下圖所示:

接觸角.png

由上圖可知,WCA為固體表面與水的接觸角,接觸角大于90°時為疏水性表面,當水在固體表面的接觸角小于90°時,我們稱其為親水性表面,普通玻璃與水的接觸角為30°~40°,所以玻璃很容易形成水珠,并且水珠不易滑落,在水干燥過程中,又極易吸附空氣中的灰塵,干燥后形成水痕,長期積累形成污垢。

當使用某種技術,使接觸角大于150°時為超疏水表面,通過涂層表面乳突納米結構使水滴極易從玻璃表面滾落,形成我們俗稱的“荷葉效應”。反之,小于5°時為超親水表面。水滴落在玻璃表面后,均勻的鋪展開,和玻璃表面達到最大接觸面積,在重力作用下更易帶走大片的污染物。這樣用更少的清水或雨水就可以將光伏組件表面的灰塵、沙土清除。

目前,市場上所使用的技術絕大多數為疏水技術,疏水技術雖能實現一定程度的自清潔效果,但存在以下兩點普遍問題:

1、通過改變材料表面納米形貌使膜層疏水,疏油性卻不好,而電站現場很多灰塵和污染物都含有油性物質,油性物質極易粘附在玻璃表面。同時,由于涂層表面疏水,下雨或沖洗時,水又很難和大面積的油性物質接觸而將其帶走。因此,疏水膜層通常具有較差的自清潔能力。

2、多年來業界一直公認疏水基團非常容易與環境作用,在半年內逐漸失去疏水效果,無法保證長期使用壽命,從而無法保證真正意義上的自清潔效果,不如親水性材料。

超親水自潔涂料

超親水自潔涂料又分為納米二氧化鈦型超親水自潔涂料和無機納米硅超親水自潔涂料。

納米二氧化鈦型超親水自潔涂料,其特點是超親水、防油污、防霉抗菌,其缺點是納米二氧化鈦必須要有陽光照射更準確的說是要太陽光中的紫外線的激發才可以起作用,所以它對陽光的依賴性很大,在晚上、陰雨天或者建筑物的背光面效果都不好,由于納米二氧化鈦的強氧化性,它也不能使用在有機物表面。

無機納米硅超親水自潔涂料,其特點是超親水、防靜電(防灰塵)、防霉抗菌、施工簡單易學、常溫急速干燥(5分鐘內)、一次施工5年長期有效。

光伏對比.jpg

自清潔技術能夠幫助組件提高發電量,顯著提高電站收益水平,但是,并不是所有的自清潔技術均能達到光伏組件的使用要求,請業主和組件廠在選擇過程中注重考察自清潔產品的可靠性、自清潔效果,以及是否會對玻璃透光率產生不良影響。

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你不知道的光伏組件自清潔技術

本世紀以來,光電轉換技術發展迅猛,光電轉換效率在經歷了早期迅速提升后,由于已逐漸接近理論極限值,突破性技術的研發速度已進入平穩期。在這種情況下,其他因素對組件發電效率和發電量的影響逐漸凸顯。其中,灰塵遮擋對組件的影響逐漸成為一個重要的研究課題。光伏組件自清潔技術在此背景下應運而生。

自清潔技術是指具備自我凈化清潔能力的技術,這項技術的研究最早開展于上個世紀七、八十年代,通常以玻璃、瓷磚、水泥等等建筑材料為載體。在光伏領域的應用,主要是在光伏組件用玻璃面板表面使用自清潔技術,使玻璃發生物理或化學反應,從而不再需要通過傳統的人工擦洗方法,而在自然雨水的沖刷下達到清潔狀態。自清潔技術的載體為光伏組件玻璃面板,自清潔材料以“膜層”或“涂層”的狀態與玻璃進行結合,呈現自清潔效果。具備這種自清潔能力的玻璃業界稱為“自清潔玻璃”,安裝這種玻璃的組件為“自清潔組件”。
自清潔技術分類

自清潔技術的分類主要是按照其侵潤性,可分為超親水性自清潔玻璃和超疏水性自清潔玻璃。

超親水和超疏水的區別如下圖所示:

接觸角.png

由上圖可知,WCA為固體表面與水的接觸角,接觸角大于90°時為疏水性表面,當水在固體表面的接觸角小于90°時,我們稱其為親水性表面,普通玻璃與水的接觸角為30°~40°,所以玻璃很容易形成水珠,并且水珠不易滑落,在水干燥過程中,又極易吸附空氣中的灰塵,干燥后形成水痕,長期積累形成污垢。

當使用某種技術,使接觸角大于150°時為超疏水表面,通過涂層表面乳突納米結構使水滴極易從玻璃表面滾落,形成我們俗稱的“荷葉效應”。反之,小于5°時為超親水表面。水滴落在玻璃表面后,均勻的鋪展開,和玻璃表面達到最大接觸面積,在重力作用下更易帶走大片的污染物。這樣用更少的清水或雨水就可以將光伏組件表面的灰塵、沙土清除。

目前,市場上所使用的技術絕大多數為疏水技術,疏水技術雖能實現一定程度的自清潔效果,但存在以下兩點普遍問題:

1、通過改變材料表面納米形貌使膜層疏水,疏油性卻不好,而電站現場很多灰塵和污染物都含有油性物質,油性物質極易粘附在玻璃表面。同時,由于涂層表面疏水,下雨或沖洗時,水又很難和大面積的油性物質接觸而將其帶走。因此,疏水膜層通常具有較差的自清潔能力。

2、多年來業界一直公認疏水基團非常容易與環境作用,在半年內逐漸失去疏水效果,無法保證長期使用壽命,從而無法保證真正意義上的自清潔效果,不如親水性材料。

超親水自潔涂料

超親水自潔涂料又分為納米二氧化鈦型超親水自潔涂料和無機納米硅超親水自潔涂料。

納米二氧化鈦型超親水自潔涂料,其特點是超親水、防油污、防霉抗菌,其缺點是納米二氧化鈦必須要有陽光照射更準確的說是要太陽光中的紫外線的激發才可以起作用,所以它對陽光的依賴性很大,在晚上、陰雨天或者建筑物的背光面效果都不好,由于納米二氧化鈦的強氧化性,它也不能使用在有機物表面。

無機納米硅超親水自潔涂料,其特點是超親水、防靜電(防灰塵)、防霉抗菌、施工簡單易學、常溫急速干燥(5分鐘內)、一次施工5年長期有效。

光伏對比.jpg

自清潔技術能夠幫助組件提高發電量,顯著提高電站收益水平,但是,并不是所有的自清潔技術均能達到光伏組件的使用要求,請業主和組件廠在選擇過程中注重考察自清潔產品的可靠性、自清潔效果,以及是否會對玻璃透光率產生不良影響。

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