太陽能電池板最早應用于外太空探索,能源危機后才開始民用。外太空的太陽能電池板上的灰塵因紫外線照射或在與大氣摩擦過程中會帶上電荷,如果太陽能電池表面有很高的電位,將會吸引帶有異性電荷或中性電荷的微塵。
在大氣環(huán)境中使用的太陽能電池板的灰塵主要來自大氣灰塵。大氣灰塵主要有2種來源,包括自然來源和人為來源。自然來源主要是土壤和巖石,風化作用將其分裂成細小的顆粒,空氣動力作用使其被輸送到大氣中。人為來源主要指工業(yè)揚塵、交通揚塵等。此外,鳥糞、花粉也會給太陽能電池板帶來積塵。
大氣中,灰塵顆粒直徑一般在百分之一毫米到幾百分之一毫米之間。化學成分主要是氧化物,其中SiO2、Al2O3含量最高,分別是68%~76%和10%~15%。由于太陽能電池板使用的區(qū)域不同,電池板迎光面積累的灰塵也不同。沙漠地區(qū)的大氣灰塵主要來源于沙土、紅土和沙粒。城鎮(zhèn)環(huán)境的大氣灰塵主要來自建筑材料的石灰石、汽車尾氣排出的碳化物以及植物纖維等。
灰塵在太陽能電池板表面的堆積會降低太陽能電池板的透光率,從而降低太陽能電池板的效率。對暴露在埃及的強污染農業(yè)區(qū)的清潔玻璃平板進行實驗,30天后0°、30°和90°的玻璃平板太陽輻射透過率分別損失了27%、17%和3%。光伏面板上的灰塵按照附著形式可以分為干松積灰和粘結積灰。
干松積灰形成于自然沉降的物理過程,顆粒松散,在風、雨和重力等自然力量下容易清除。粘結積灰是由油煙雨露等作用使得灰塵顆粒吸附于面板表面,并進一步吸附空氣中的顆粒,形成結晶外殼的積灰。粘結積灰的粘性和硬度都較大,自然力量難以清除,需要借助較大的人為外力清除。
提高太陽能電池板對太陽能的利用效率是太陽能普及的必要條件之一。探索太陽能電池板表面除塵原理及技術,將會逐漸提高太陽能電池板對太陽能的利用效率,從而推動太陽能的普及,緩解甚至解決全球能源危機。
原標題:你知道光伏面板上的主要污染物有哪些嗎?