高海拔荒漠地区硅电池板输出电流预测模型研究

高海拔荒漠地区具有环境温度低并且日照强度高的气候特点,现有光伏组件模型无法实现精确预测。在分析硅电池板等效电路的基础上,计算得到了输出电流的预测模型。提出了硅电池板开路电压、短路电流、最大电流和最大电压的修正公式,从而建立起适用高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流预测模型。利用I-V曲线测试仪,在格尔木地区采集了单块多晶硅的I-U曲线和P-U曲线,并记录了实时的环境温度和日照强度。采用所提出模型对输出电流和功率进行预测,并与实验I-U曲线和P-U曲线对比。模型仿真与实测输出电流值和功率值的相对误差均小于9.8%,能较好地预测高海拔荒漠环境下的硅电池板输出电流和输出功率。

荒漠地区电池板表面灰尘特性分析

高海拔荒漠地区光伏电池板表面上往往会积累大量灰尘,严重影响光伏发电效率。由于灰尘的成分、形貌和粒径等特性不同,导致积灰对光伏发电的影响也不同。文章检测了光伏电池板表面灰尘成分,测定观察了灰尘粒径及形貌,并根据电池板清洗现状分析荒漠地区地下水所含的阴阳离子成分;根据格尔木荒漠地区灰尘成分,给出了灰尘对电池板发电效率的影响曲线;通过灰尘粒径的测定,分析了灰尘粒径对电池板的遮挡影响和对灰尘擦除的影响。文章还分析了光伏电池板清洁用水的成分及特性,结合灰尘自身特点,探讨了往清洗用水中添加化学试剂的方案,为荒漠地区光伏电池板表面的清洁维护提供理论依据。

水射流在荒漠光伏电站电池清洁中的应用

依据现场灰尘成分及其成因,提出高压水射流技术清除电池表面以碱性石英为主的尘垢。在分析以渗透为主破碎机理的基础上,研究高压水射流在电池表面的作用力及打击动能。综合考虑用水量和清洁效果,设计出清洗样机主要参数为:高压水泵工作压力2.5 MPa,喷嘴直径为2 mm,喷嘴数量为4。实验结果表明,清洗20 min后电池功率平均约提高9%。

荒漠环境中电池板表面灰尘颗粒力学模型建立

高海拔荒漠地区电池板表面积灰严重制约着光伏发电效率和光伏组件寿命。该文在分析表面能的基础上，假设接触不变形条件下，依据宏观分子间作用理论分析提出了电池板表面灰尘颗粒粘附受力模型。结合青海共和地区电池板表面灰尘主要成分和粒径组成，给出了灰尘受力参数；计算了灰尘颗粒所受的范德华力、静电力及重力，给出由参数改变引起的灰尘受力的变化规律。结果表明：当灰尘颗粒半径较小时，颗粒与电池板间的主要粘附力为范德华力，当灰尘颗粒半径较大时，重力分量则成为主导粘附力，粘附合力取值范围为10-10～10-8 N；Lifshitz常数和分子间平均间距主要影响的是范德华力；灰尘颗粒总的静电力随灰尘颗粒半径的增大而增大，静电力的取值小于范德华力和重力分量。对灰尘粘附受力大小及其规律的研究，为高海拔荒漠地区光伏除尘提供理论依据。