太陽能板除塵降溫一機兩用,新型壓縮空氣系統有助節約用水

作者 | 發布日期 2021 年 05 月 22 日 18:02 | 分類 太陽能 , 能源科技 Telegram share ! follow us in feedly


我們會用高壓除塵空氣罐清理鍵盤,偶爾噴一噴保持整潔,那我們也可以用類似的方法吹走太陽能板上的沙塵嗎?最近英國科學家已研發實驗性壓縮空氣系統,清理太陽能板的同時,還可以冷卻模組提高發電量。

沙塵砂石可謂太陽能大敵,刮傷與塵埃累積都會影響轉換效率,發電量最多可能會降低 35%,太陽能板甚至會減壽,同時炎熱高溫天氣也會影響發電效率,在缺水時若要幫太陽能板降降溫與除沙,有什麼好方法?

對此英國華威大學研製的壓縮空氣清理系統,由壓縮機、空氣罐與氣流調節筏與口徑為 5mm 的噴嘴組成,乍看之下可能與一般的噴嘴差不多,但為了迅速吹走模組上灰塵,並表面降溫效果,團隊也經過數學模型分析一番,目前更已經在印度西北部的太陽能電場進行測試。

壓縮機的供電來源為太陽能板本身,也是用氣流調節筏控制壓縮空氣,最後達到除塵與降溫功效,團隊指出,這項設備安裝在太陽能板邊緣,以薄薄氣流吹走模組上的灰塵與熱量,同時氣流管也可以移動去清理其他部分。團隊表示,所有零件都是低成本且已標準化生產的產品。

目前團隊正在印度西北部太陽能電場進行測試,原先太陽能系統表面上會覆蓋 5.3 公克厚的砂石,當表面溫度達到開氏 303 度(攝氏 29 度)時,輸出功率從 42.5 降到 37.5W,而裝設兩組噴嘴後,平均輸出功率回到 41.82W。

實驗更指出,在開氏 333 度(攝氏 59 度)的情況下,模組發電量會降到 28.24 W,使用噴嘴 130 秒後,將模組溫度可降到開氏 315 度(攝氏41度)、功率輸出提高至 32.42W,團隊也進一步研究噴嘴使用時長對降溫的效果,分別設置 10、15 和 20 秒,發電量則從 567.4W 分別增加 30.7%、33.6% 和 36.1%。

不過由於壓縮空氣設備的供電來源為太陽能板本身,長時間運作也有損光電效益,還須提升冷卻效果與效能表現,團隊表示,為了要在壓縮空氣能耗與太陽能性能改善間取得平衡,需要精準設定吹氣時間和清除特定大小的砂石。

未來還需要進一步最佳化噴嘴配置、清潔頻率和時間,以及在不同砂石沉積速度與太陽能模組溫度下,整合進最大功率點跟追蹤(MPPT)。

(首圖為示意圖,來源:shutterstock)

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