中國科學技術大學的科學家近日對光伏板結(jié)塵過程及水基清潔方法進行了深入研究，旨在優(yōu)化維護策略，提高光伏系統(tǒng)的安全性和效率。這一研究聚焦于商業(yè)和工業(yè)光伏、住宅光伏以及公用事業(yè)規(guī)模光伏領域，尤其關注亞洲地區(qū)，特別是中國光伏系統(tǒng)面臨的灰塵污染問題。

研究工作的圖形摘要 圖片來源：中國科學技術大學

研究團隊查閱了截至2024年全球發(fā)表的250篇相關論文，深入分析了灰塵結(jié)垢的形成機制。他們發(fā)現(xiàn)，灰塵的元素組成、顆粒大小和表面粗糙度是關鍵特性，而這些特性與不同季節(jié)和地理環(huán)境中的相對濕度、露水和降雨等環(huán)境因素相結(jié)合，形成了四種類型的結(jié)垢。研究人員指出，粉塵鱗片形成的作用方式多樣，包括吸附-凝聚、重結(jié)晶等，且不同類型的鱗片對清潔方式的要求也不同。例如，單一礦物塵埃形成的鱗片附著力小，容易清洗，而含有生物塵埃和工業(yè)塵埃的鱗片則更具挑戰(zhàn)性。

為了有效應對這些挑戰(zhàn)，研究團隊確定了水壓、流速、擴散角度等水清潔參數(shù)，并分析了這些參數(shù)與灰塵種類、來源和特征之間的匹配關系。他們發(fā)現(xiàn)，對于局部堆積的鱗片、島狀鱗片和溝狀層狀鱗片，需要更大的沖擊力才能有效去除;而對于厚度小的塵埃鱗片，則應考慮水流的覆蓋面積。此外，來自沙漠、城市和沿海地區(qū)的灰塵會形成“泥帶”，進一步降低光伏效率并增加熱風險。研究表明，在亞洲地區(qū)，光伏效率因灰塵污染每周損失高達7.84%，是受影響最大的地區(qū)之一。

針對這些問題，研究團隊提出了優(yōu)化水基清潔方法的策略。他們指出，加壓水清洗平均可提高發(fā)電效率10.4%，且每周用水清洗光伏板可有效消除灰塵污染。同時，他們還提供了水清洗的最小耗水量和平均耗水量的參考數(shù)據(jù)，為實際應用提供了科學依據(jù)。這一研究成果已發(fā)表在《可再生和可持續(xù)能源評論》上，題為“結(jié)合光伏板的粉塵結(jié)垢行為和水清潔方法”。

此次研究不僅深化了對光伏板除塵過程的理解，還為制定更有效的維護策略提供了科學依據(jù)，有助于提升光伏系統(tǒng)的整體效率和安全性。