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雾霾、扬尘、飞灰对光伏发电到底有多要命?
作者:管理员    发布于:2020-06-12 14:52   文字:【】【】【
  光伏工作者最大的梦想之一就是利用太阳能清洁能源来拯救“烟雾弥漫的中国”(或“烟雾弥漫的国家”)。但是具有讽刺意味的是,太阳能电池依靠天空来吃饭,没有太阳的阴霾,太阳能电池就无法返回天空……空气污染对光伏发电有多大影响?老实说,学术界的研究非常差,质量差。兔子会为每个人整理出来,并在一个网中进行所有重要的研究(如果有遗漏,请勿射击)。在时间分散的时代,这是兔子可以为每个人做的最好的事情。
  为什么光伏发电害怕烟雾?
  如果有谬误,请气象学家纠正我。兔子认为雾是指水蒸气,雾霾是指由空气中的灰尘形成的气溶胶颗粒(气溶胶)。如果您不能弄清楚有多少气溶胶颗粒影响光伏发电,您只需比较一下它如何影响植物生长:空气中的混浊颗粒会影响植物的光照(光辐照度直接降低),植物会影响植物气孔中的氧气和二氧化碳的交换(光伏面板上覆盖了灰尘,光线无法穿透电池),因此植物无法很好地生长(影响光伏发电)。
  污染物沉积
  这部分的研究较早。原因可能是研究方法相对简单,实验的可控性较高。希腊的一个小组进行了系统的研究,比较了相同覆盖条件下土壤,石灰和灰尘沉积对发电性能的影响。其中,粉尘(即空气污染的主要产物)的影响最大。当集尘密度达到每平方米3克时,发电量可减少15%以上。该结论与马来西亚后来的研究小组进行的更全面研究的结论基本一致(Darwish,可再生能源和可持续能源评论,2015年)。原因大致是灰尘的颜色深,颗粒小,透光率差,覆盖的薄层不会通过太多的光。
  杜克大学(DukeUniversity)在2017年的工作更加令人兴奋(Bergin,EnvironmentalScienceandTechnology,2017)。结果表明,定期清洁有利于增加发电量。作者本来不是要说的,但兔子发现2月中旬左右的文章中的清洁工作显然极为失败-清洁工作完成后,发电量迅速下降。显然,这是非常不幸的。刚洗完车后,有大雾...(就像刚洗完车后正在下雨)。这再次显示了天气预报对于运营和维护的极其重要的意义(例如,兔子在这方面非常专业,如果您在这方面有技术需求,请找到兔子...)
光伏
  空气污染对辐射的影响
  这部分的研究很长一段时间都是空白的。原因可能在于需要大数据来提供支持,长期数据收集以及对气象条件与光伏发电之间关系的深刻理解。普林斯顿大学研究小组在2017年发布的工作应该是该领域的顶级工作(Li,PNAS,2017)。该研究小组分析了NASA的云和地球的辐射能系统(CERES)与光伏系统建模(PVLIB)的结合,得出的结论是,与非霾天相比,每个霾天每天的辐照度最多可降低1.5kWh/平方米,相当于直接辐射减少35%。通过分析2003年至2014年中国的数据,我们得出了另一个令人惊讶的结论:由于空气污染,华东和华北在12年内损失了20-25%的电力。
  这里有趣的是,阴霾可以使散布的辐照度增加15-40%(Cohan,全球生物地球化学循环,2002),这一点可以重新获得。因此,跟踪系统具有较高的直射光利用率,因此更容易受到空气污染的影响。
  综合影响
  再次回到杜克大学的精彩工作。美丽之处在于,他们的研究结合了空气中的微粒和沉积在组件上的微粒的综合作用。基本上,他们认为悬浮在空气中的污染物和沉积在部件上的污染物会对发电产生一对一的影响。两者合计将减少17-25%的发电量。对于中国而言,约为10GW!
  结论
  我们必须相信,清洁能源的大规模部署和化石能源的利用是解决烟雾和空气污染问题的根本途径。因此,我们相信由于减少污染源,光伏发电量也将增加。电站的所有者具有非常有限的控制权!您不是可以使用东风驱散烟雾的诸葛亮。因此,最好的方法是在气象信息的指导下做好精细的操作和维护,并在清洁单板时做好工作。