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探究清洗組件對(duì)光伏發(fā)電量影響到底有多大?
日期:2017-08-15   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:xiaoguang 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
 編者按:在一些光伏電站運(yùn)行過(guò)程中,運(yùn)維人員忽視了光伏組件表面的積灰,使得透光率降低,結(jié)果光電轉(zhuǎn)換效率降低,這大大影響了光伏組件的輸出性能。因此,研究積灰對(duì)光伏組件輸出性能的影響與確定實(shí)際光伏組件清潔周期存在重大的意義。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外一些專家與學(xué)者對(duì)積灰影響光伏組件輸出性能進(jìn)行了一系列的研究。

本文根據(jù)光伏工作原理建立光伏電池模型,結(jié)合ADEL A. Hegazy的擬合曲線, 建立光伏組件表面積灰對(duì)光伏組件輻照度影響模型,仿真分析在不同積灰濃度ω 下光伏組件的輸出性能, 并結(jié)合某研究院30 kW 光伏工程進(jìn)行實(shí)例研究, 擬得到該光伏工程的清潔周期與清潔方法。

1 太陽(yáng)能光伏電池模型

光伏電池是利用某些材料受到光照時(shí)而產(chǎn)生的光伏效應(yīng),將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成電能的器件。光伏電池的等效電路如圖1所示。
光伏電池等效電路

圖1 光伏電池等效電路

圖1 中Iph 為光生電流; Id 為二極管結(jié)電流;Cj為結(jié)電容; Rsh 為并聯(lián)電阻( 阻值較大, 數(shù)量級(jí)為103Ω);Rs為串聯(lián)電阻(阻值較小,小于1 Ω) 。

根據(jù)電路原理和SHOCKLOY 的擴(kuò)散理論可得光伏電池的I-V 方程:
電路原理和SHOCKLOY 的擴(kuò)散理論可得光伏電池的I-V 方程

式中:I0 為反向飽和電流(數(shù)量級(jí)為0.1 A);q為電子電荷(1.6×10-19C) ; n 為二極管因子(取值范圍1~5); k 為波爾茲曼常數(shù)(1.38×10-23 J/K);T 為絕對(duì)溫度。

2 光伏組件表面積灰對(duì)輸出性能影響仿真分析

根據(jù)ADEL A. Hegazy 等人得到的灰塵沉積和透光率降低的擬合公式:

式中: τ為積灰光伏組件的透光率; τclean為干凈光伏組件的透光率; erf(x)為高斯誤差函數(shù)。
圖2 不同積灰濃度下光伏組件的P-V 圖
圖2 不同積灰濃度下光伏組件的P-V 圖
 
由公式2可知,光伏陣列表面積灰越多,積灰光伏組件透光率越低,對(duì)光伏組件的輸出性能影響越大。設(shè)置積灰濃度從0逐步增加到4g/m2,仿真分析光伏組件的輸出性能如圖2所示。由圖2可知,隨著積灰濃度的增加,單體光伏組件最大功率點(diǎn)數(shù)值明顯下降,下降幅度分別為7.51%、13.27%、18.16%、22.24%。
 
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來(lái)源:電力學(xué)報(bào)作者:沈洲,袁曉冬,何禮光,楊偉
 
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