An Automatic Dust Removal Device Based on SCM for Solar Panels

This paper introduces a set of automatic dust removal device for street lamp solar panels. The device realizes the automatic dust removal for street lamp solar panels by three steps consisting of data acquisition, automatic control and mechanical dust removal. Our scheme is as follows, according to the comparison between the actual power generation and the relatively ideal condition of power generation of solar panels, we selectively conduct dust removal operation to panels. The paper demonstrates the feasibiliW of the technology based on the example of street lamp solar panels （40w）. According to the calculation, the solar panels equipped with our device will greatly improve the power generation efficiency of solar panels, which means there will be 32 more degrees generated every year. Extension and application of the technique device will be beneficial for the improvement of solar panels power generation efficiency and the extension of the service life of the panels.

Great wall of solar panels to mitigate yellow dust storm

Mitigation of the large scale yellow dust storm is a serious problem facing China. We propose the approach of building windbreak walls equipped with solar panels in the proximity of dust origins. The solar panels generate electricity in the sunny days; the walls break the wind and remove airborne dusts based on the impactor principle during wind storms. Preliminary calculation indicates the walls may be able to remove the major fraction of the airborne dusts and the generated electricity could be significant. More detailed studies are needed to prove the feasibility of the approach.

Modelling of Photovoltaic Modules Optical Losses Due to Saharan Dust Deposition in Dakar, Senegal, West Africa

This study aims to evaluate the optical losses of photovoltaic modules due to Saharan dust deposition in Dakar, Senegal, West Africa. For this purpose, an air-dust-glass system is modeled to simulate optical losses in transmittance and reflectance. To do this, we have collected dust samples from Photo-Voltaic (PV) surface in Dakar area (14°42'N latitude, 17°28'W longitude), Senegal. X-ray fluorescence reveals that silicon (Si), iron (Fe), calcium (Ca) and potassium (K) mainly composed these dust samples. Then, dust refractive indices obtained from an ellipsometer were used as an input to be used in the model. Simulations show that for radiation (at normal incidence) arriving on a dust layer of 30 μm-thick (corresponding to a dust deposit of 1.63 g/m2), 79% of the visible spectrum is transmitted; 19% is reflected and 2% is absorbed. Overall, the transmittance decreases by more than 50% as of dust layer of 70 μm-thick corresponding to a dust deposit of 3.3 g/m2.

太阳能板除尘机器人设计研究

针对现有太阳能板清洗技术清洗效果差、人力消耗大、自动化程度低等问题,设计了一种高效节能的智能化太阳能板除尘机器人,以减少人力消耗和提高清洗效率。提出了机器人的总体结构方案,完成了零部件的结构设计,并利用Creo软件完成了零件及装配模型,验证了总体方案的可行性,可为太阳能板清洗装置的开发提供参考。

京津冀环境下太阳电池板清洁方法研究

严重的环境问题使得绿色能源的应用得到广泛关注,而太阳能发电又成为其中研究和应用的重点。在京津冀地区,雾霾、灰尘严重影响着光伏电站的发电效率。在研究京津冀地区灰尘成分、形状粒径的基础上,形成了针对该地区的灰尘清洁方法与发电效率之间的处理方案,并在该方案的基础上,利用单片机及相应的机械设备提出了一种自适应性太阳电池板清洁装置。

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。

太阳能电池板跟踪与除尘装置的设计

太阳能电池板接收光的角度和表面对光的透过率直接影响光-电转化率。随着使用时间的积累,电池板迎光面会逐渐的积累一层灰尘主要是无机物SIO2)和有机污染物(鸟粪等),既减弱了太阳能电池板对光的吸收,影响电池的发电量,也容易因"热岛效应"造成电池局部发热而损坏。综合比较实现追踪太阳的定时法、坐标法、光敏电阻光强比较等方法,以及自然雨水冲刷、人工擦拭(高空危险)、高压水枪清洁(浪费水资源)、定时电动自动清洗(结构复杂)等电池板除尘方法,我们设计了基于单片机电池板"定点定角度"的单轴自动跟踪系统。通过对地球绕太阳运行规律、纳米TiO2超亲水性和催化降解特性的讨论,进行了"跟踪装置"和"气体喷射装置"的结构设计;电池板表面涂覆纳米TiO2实现电池板的主动自洁,基于单片机实现电池板的高压风力被动除尘和"定点定角度"的单轴自动跟踪,提高了电池板的采光效率和光透过率,进而提高其光-电转化效率。

太阳能电池板表面灰尘擦除试验研究

荒漠地区电池板表面积灰严重影响光伏组件发电效率,因此有效擦除电池板积灰的问题已成为维护光伏电站的主要工作之一。为此,测量了GS-50非晶硅薄膜光伏组件在0、3.1、4.8、7.2、14.9、24.5g/m2不同积灰条件下的平均输出功率,设计了可调节清洁参数的灰尘清洁装置,研究了擦除速率、擦除压力、擦除次数和擦除方式等工艺参数对光伏清洁效果的影响。结果表明,不同擦除速率下光伏发电转换效率保持在4%左右;擦除压力比擦除次数的影响明显,在擦除压力为250N时连续擦除三次清洁效果达到最佳;木条刷与圆盘刷组方式的清洁效果最好。

太阳能电池板捕光及除尘系统

通过对地球绕太阳运行规律的讨论,实验比较了追踪/不追踪太阳对照度,以及对电池板的开路电压和短路电流的影响,计算描绘出保定地区地球绕日运行轨迹图;在电池板两侧安装反光铝板,实现了对太阳光的聚光收集;设计的"电池板专用调角盘"实现了电池板安装倾角的手动精确定位;设计的"跟踪装置"实现了电池板平行于地轴的"定点定角单轴追踪";利用fluent软件模拟通风管内风场,比较了气体喷管的开口形状与孔数目对出风的速度矢量图和速度云图影响,基于单片机实现电池板的高压风力除尘。提高了电池板的采光效率和光透过率,进而提高电池板的光电转化效率。

邯郸地区温度和灰尘对独立太阳能光伏发电系统的影响

通过具体的实验,研究邯郸市温度和灰尘对太阳能光伏发电系统的影响。利用红外测温仪测量太阳能光伏板温度,记录温度变化对输出电流、电压、功率的影响;对比光伏板在干净及积尘下系统输出电流、电压、功率的变化。结果表明:温度及灰尘对系统的影响较小。

便携式扬尘检测系统设计

针对传统的扬尘检测设备移动性差、只能测量本地区的平均空气质量等问题,设计了一款便携式扬尘检测仪,可作为高效率、多点城市检测PM2.5、PM10值。首先使用STM32F103ZET6单片机作为控制部分,用来处理传感器输出的数字信号,然后通过显示屏显示。在进风口添加了一个空气泵,保证了扬尘传感器测量精度和准确性。设计太阳能板调节云台,通过SoildWorks三维建模和仿真以及在Simulation中对关键零件进行仿真,并对个别零件进行了强刚度校核,进一步验证了设计的可行性和合理性。最后,设计扬尘检测设备外盒满足人体工程学设计,体积小、携带方便。

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。

太阳能电池板表面自清洁技术的研究进展

利用太阳能发电的电池板迎光面会随时间延长逐渐积累一层污染物,严重影响光电转换效率。通过研究太阳能电池板的自清洁,制备出可以自清洁的太阳能电池板,从而提高光电转换效率。简单介绍了太阳能电池板表面的主要污染物,重点介绍了太阳能电池板的几种自清洁类型及原理,主要包括自然除尘、机械除尘、电帘除尘和纳米自清洁薄膜除尘。最后,对太阳能电池板表面自清洁研究的未来发展进行了展望。

基于压缩空气的太阳能电池板除尘建模研究

光伏工程中太阳能电池板积灰问题,一直是光伏工程的一大弊病,为了解决电池板积灰问题,研究了压缩空气的除尘能力。首先根据颗粒黏附理论和流体力学,建立了灰尘颗粒在气场中受力模型,并结合实际电池板表面灰尘颗的物性参数,得出三种清理模式下,除尘所需压缩空气流速与灰尘颗粒的半径、粘附力的关系。结果表明利用压缩空气除尘所需流速范围在5~80m/s,清理流速与灰尘颗粒半径成反比。其次设计了除尘实验,进行实验验证。实验结果表明,利用压缩空气除尘实用有效,能达到较好的除尘效果。

荒漠地区太阳能电池板表面灰尘粘附接触力学分析

高海拔荒漠地区太阳能电池板表面的积灰现象比较严重,这样降低了太阳能电池板的光电转化效率。文章针对青海省格尔木地区的光伏电站,采集了太阳能电池板表面的灰尘颗粒样本,分析了灰尘颗粒成分以及粒径大小对积灰的影响,并结合粘附理论建立弹簧阻尼模型。通过分析得到,灰尘颗粒与太阳能电池板之间粘附接触力的取值为10^(-9)~10^(-6)N,以及粘附接触力随灰尘颗粒粒径的变化规律。分析结果为提高太阳能电池板的光电转化效率、优化灰尘的清理方法提供理论依据。

基于柔性梁的太阳能电池板清洁力研究

太阳能电池板表面的积灰严重降低了光伏系统的发电效率。在宏观力理论分析的基础上,假设灰尘颗粒为刚性小球,刷丝为柔性梁,分析推导出柔性梁与灰尘颗粒之间的力学模型。依据Elastica理论,分析出柔性梁形变与受力之间关系的超越方程,结合椭圆积分表计算柔性梁的受力情况,得到了灰尘颗粒对刷丝的正压力与刷丝末端偏转角、轴向位移、径向位移三者之间的关系。根据作用力与反作用力,刷丝对灰尘颗粒的正压力等于灰尘颗粒对刷丝的正压力,依据刷丝对灰尘颗粒的正压力计算刷丝对灰尘颗粒的清洁力。结果表明:刷子对太阳能电池板作用力以及清洁力大小均取决于刷丝直径和轴向位移,刷丝直径越大,清洁力越大;刷丝长度为20 mm,轴向位移在14～18 mm时,清洁力较大,清洁效果好。通过刷丝对灰尘颗粒清洁力大小的研究,可以为太阳能电池板机械除尘提供理论依据。

太阳能电池板清洁过程动态分析与试验研究

为研究高海拔荒漠地区电池板表面清洁效果,提出了光伏电池板输出功率在清洗过程中的动态模型,并在此基础上提出了下降时间、上升时间、回复时间、上升率、下降率和回复率六个参数评价清洁效果;通过不同浓度的十二烷基苯磺酸钠、溴代十六烷基三甲胺和吐温-80清洁过程验证了该模型的准确性,并利用所定义参数评价了三种试剂的清洁效果。结果表明,光伏电池板输出功率清洁过程中主要经过清洗前稳定区、清洗中下降区、清洗中上升区、清洗后稳定区四个阶段,且上升区中功率为锯齿状上升,非线性增长;十二烷基苯磺酸钠的回复率最高,回复时间相对吐温-80较长;吐温-80的回复率最低,回复时间最短,清洁过程迅速;溴代十六烷基三甲胺的回复率介于两者之间,回复时间最长,清洁过程缓慢。研究结果为电池板清洁效果的评价提供借鉴。

基于光伏板的灰尘检测监控系统设计

本文旨在研究出一个应用于光伏板的监控系统,由于灰尘对光伏板的发电效率有非常大的影响,因此,本文采用灰尘传感器检测光伏板的灰尘,从所检测出的浓度通过传感器转化成数值,并通过电脑进行实时地监测,然后根据所设定的浓度参数检测判断光伏板是否需要清理;通过自动监测手段来进行实时监测灰垢对发电效果从而确定清洗方案和清洗时间,对于降低光伏发电系统的维护成本和提高发电利用率有很大帮助。因此,采用适当的技术手段对光伏板进行监控和清理,可以有效地提高光伏板的发电量和效率。