本書研究了太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)清潔技術(shù)現(xiàn)狀,主要內(nèi)容包括太陽能資源開發(fā)現(xiàn)狀、光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模及節(jié)能減排潛力、太陽能發(fā)電形式與組件類型、光伏系統(tǒng)清潔方法、灰塵特性、灰塵顆粒黏附機理、電池板表面灰塵清潔機理、試劑選用與評估、清潔與光伏組件壽命。
高德東男,1980年11月生,山東榮成人,工學博士,教授,主要研究方向包括:光伏系統(tǒng)運維技術(shù)、計算機輔助醫(yī)療工程和制造業(yè)信息化等!014年入選青海省第九批自然科學與工程技術(shù)學科帶頭人,□016年入選青海省高端創(chuàng)新人才“****”拔尖人才,□0□0年入選青海省昆侖英才高端創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才―領(lǐng)軍人才,□018年獲得第九批青海省高等學校骨□□□稱號,發(fā)表期刊和會議學術(shù)論文60余篇。主要教育和工作經(jīng)歷如下:教育經(jīng)歷□011年9月至□017年3月 浙江大學機械工程學院, 機械電子工程,獲博士學位;□004年9月至□007年1月 清華大學精儀系,機械電子工程,獲碩士學位;□000年9月至□004年6月 青海大學機械系,計算機科學與技術(shù),獲學士學位。工作經(jīng)歷□007年3月至今 青海大學機械工程學院,助教/講師/副教授/教授;□009年9月至□010年6月 清華大學/密歇根大學,訪問學者。王珊女,1983 年□ 月生,河北保定人,工學碩士,副教授,主要研究方向包括:光伏清潔技術(shù)、材料表面處理等!016 年獲得青海省小島獎,發(fā)表期刊和會議學術(shù)論文 30 余篇。主要教育和工作經(jīng)歷如下:教育經(jīng)歷□009年9月至□01□年7月 青海大學機械工程學院,材料學,獲碩士學位;□001年9月至□005年6月 燕山大學材料,材料科學與工程,獲學士學位。工作經(jīng)歷□005年9月至今 青海大學機械工程學院,助教/講師/副教授。孟廣雙男,1987年06月生,河北唐山人,碩士研究生,講師,主要研究方向包括:光伏清潔技術(shù)、機電一體化技術(shù)等。□018年獲得唐山市鳳凰英才,主要教育和工作經(jīng)歷如下:教育經(jīng)歷□01□年9月至□015年6月 青海大學機械工程學院,機械電子工程,獲碩士學位;□008年9月至□01□年6月 青海大學機械工程學院,機械設(shè)計制造及自動化,獲學士學位。工作經(jīng)歷□015年6月至今 唐山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院自動化工程系,助教/講師。辛元慶男,1990年3月生,青海民和人,工學碩士,工程師,主要研究方向包括:光伏系統(tǒng)運維技術(shù)、光伏組件及關(guān)鍵部件檢測技術(shù)等,主要教育和工作經(jīng)歷如下:教育經(jīng)歷□01□年9月至□015年6月 青海大學機械工程學院,機械設(shè)計及理論,獲碩士學位;□008年9月至□01□年6月 燕山大學機械工程學院,機械工程,獲學士學位。工作經(jīng)歷□016年9月至今 青海省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗所,助理工程師/工程師□015年7月至□016年8月 黃河水電光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)有限公司,助理工程師□014年7月至□014年1□月 北京瑞柏泰克科技有限公司(實習),技術(shù)員
符 號 表
緒 論
0.1 從能源危機談起 / 009
0.□ 太陽和太陽能 / 010
0.□.1 太陽的能量 / 011
0.□.□ 太陽能資源 / 01□
0.3 光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模及節(jié)能減排潛力 / 013
0.3.1 光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模 / 013
0.3.□ 節(jié)能減排能力 / 015
0.4 清潔維護的重要性 / 016
0.5 本書結(jié)構(gòu) / 018
□□章 太陽能發(fā)電形式與組件類型
1.1 太陽能發(fā)電技術(shù)概述 / 0□0
1.1.1 太陽能光伏發(fā)電 / 0□0
1.1.□ 太陽能光熱發(fā)電 / 0□1
1.□ 光伏發(fā)電組件構(gòu)成 / 0□□
1.□.1 非聚光太陽能電池 / 0□□
1.□.□ 聚光太陽能電池 / 0□5
1.3 光伏組件安裝方式 / 0□7
1.3.1 固定式安裝方式 / 0□7
1.3.□ 跟蹤式安裝方式 / 031
1.3.3 光伏跟蹤系統(tǒng)和
支架材料 / 037
1.3.4 光伏陣列基礎(chǔ)工程 / 039
1.4 太陽能光熱發(fā)電安裝方式 / 040
1.4.1 槽式太陽能光熱
發(fā)電系統(tǒng) / 040
1.4.□ 塔式太陽能光熱
發(fā)電系統(tǒng) / 04□
1.4.3 碟式斯特林太陽能光熱
發(fā)電系統(tǒng) / 046
1.4.4 菲涅爾式太陽能光熱
發(fā)電系統(tǒng) / 048
1.4.5 4種太陽能光熱發(fā)電
技術(shù)比較 / 049
1.5 光伏/光熱電站對環(huán)境的影響 / 050
1.6 光伏/光熱系統(tǒng)對清潔維護
的影響 / 053
1.7 本章小結(jié) / 055
第□章 光伏系統(tǒng)清潔方法
□.1 人工清潔方式 / 056
□.□ 半自動化清潔方式 / 059
□.□.1 固定管道式清潔方式 / 060
□.□.□ 各類機械化清潔車 / 061
□.□.3 光熱系統(tǒng)清潔車輛 / 069
□.3 自動化清潔方式 / 07□
□.3.1 依托支架運行的
清潔機器人 / 073
□.3.□ 陣列表面爬行機器人 / 080
□.4 組件清潔方式選擇
和自清潔技術(shù) / 086
□.4.1 組件清潔方式選擇 / 086
□.4.□ 自清潔技術(shù) / 087
□.5 本章小結(jié) / 09□
第3章 灰塵的來源、成因、性質(zhì)與影響
3.1 灰塵來源 / 094
3.1.1 柴達木盆地的降水量 / 094
3.1.□ 柴達木盆地的沙塵天氣 / 096
3.1.3 風沙對電池板的
沖蝕作用 / 098
3.□ 光伏組件表面積灰成因 / 100
3.□.1 積灰的形式與沉積機理 / 100
3.□.□ 積灰的影響因素 / 103
3.3 灰塵顆粒特性分析 / 108
3.3.1 灰塵成分分析 / 108
3.3.□ 灰塵形貌與粒徑分析 / 111
3.4 灰塵對光伏發(fā)電的影響 / 1□0
3.4.1 灰塵顆粒對電池板
受光面積的影響 / 1□1
3.4.□ 灰塵量對光伏發(fā)電
轉(zhuǎn)換效率的影響 / 1□5
3.4.3 灰塵對衰減壽命的影響 / 131
3.4.4 灰塵引起的其他效應(yīng) / 133
3.5 本章小結(jié) / 136
第4章 灰塵顆粒粘附機理
4.1 不考慮接觸變形的力學分析 / 139
4.1.1 灰塵粘附的能量
角度分析 / 140
4.1.□ 灰塵在電池板上的宏觀
分子受力 / 141
4.□ 經(jīng)典接觸力學模型 / 146
4.□.1 基于Hertz接觸理論的
粘附接觸模型 / 146
4.□.□ DMT接觸理論 / 148
4.□.3 JKR接觸理論 / 150
4.□.4 Maugis-Dugdale
接觸理論 / 153
4.□.5 接觸理論總結(jié) / 156
4.3 基于彈簧阻尼的粘附接觸模型 / 160
4.3.1 基于JKR接觸理論的灰塵
與電池板的粘附模型 / 160
4.3.□ 彈簧阻尼模型 / 161
4.3.3 彈簧系數(shù)和阻尼
系數(shù)的確定 / 163
4.3.4 接觸力計算方法 / 164
4.3.5 接觸力分析 / 164
4.3.6 多灰塵顆粒粘附
接觸模型 / 167
4.4 分形接觸模型 / 168
4.4.1 單灰塵顆粒粘附力建模 / 169
4.4.□ 多灰塵顆粒粘附力估算 / 171
4.5 灰塵與電池板間的靜電作用力 / 17□
4.5.1 “鏡像”接觸靜電力 / 173
4.5.□ 雙電層靜電力 / 176
4.6 灰塵顆粒重力及合力作用 / 179
4.7 灰塵顆粒與電池板之間的
毛細作用力 / 183
4.8 灰塵粘附力測量技術(shù) / 184
4.8.1 AFM測量技術(shù) / 185
4.8.□ 微機械分離測量技術(shù) / 185
4.8.3 靜電測試方法 / 186
4.8.4 離心分離測量技術(shù) / 187
4.8.5 激光分離測量技術(shù) / 188
4.9 本章小結(jié) / 188
第5章 電池板表面灰塵清潔機理
5.1 表面微顆粒物理清除機理 / 19□
5.1.1 灰塵顆粒清除方式 / 193
5.1.□ 灰塵顆粒清除運動方式 / 193
5.□ 高壓水射流清洗機理 / 195
5.□.1 扇形噴嘴清潔過程 / 195
5.□.□ 水射流清洗力和
能量分析 / 197
5.□.3 水射流清潔效果 / □00
5.□.4 高壓氣流輔助清潔工藝 / □01
5.3 機械擦除實驗研究 / □03
5.3.1 實驗材料和裝置 / □04
5.3.□ 清潔實驗分析 / □05
5.4 毛刷清潔作用機理 / □1□
5.4.1 刷絲清潔力學建模 / □1□
5.4.□ 灰塵對刷絲的
作用力分析 / □14
5.4.3 清潔力大小分析 / □□3
5.5 柔性梁模型實驗驗證 / □□5
5.5.1 實驗裝置 / □□5
5.5.□ 壓力實驗驗證 / □□7
5.5.3 清潔實驗驗證 / □□9
5.5.4 積灰條件下組件
效率計算 / □30
5.5.5 實驗結(jié)果 / □3□
5.6 本章小結(jié) / □35
第6章 試劑選用與評估
6.1 表面微顆粒的化學清除機理 / □37
6.□ 清潔過程中電池板發(fā)電功率
動態(tài)變化規(guī)律 / □39
6.3 試劑清潔實驗 / □41
6.3.1 實驗試劑 / □41
6.3.□ 太陽能電池板和
高壓清洗機 / □4□
6.3.3 清潔實驗結(jié)果 / □43
6.4 實驗結(jié)果 / □45
6.4.1 實驗數(shù)據(jù)分析 / □45
6.4.□ 回復(fù)時間和回復(fù)率分析 / □47
6.5 試劑清潔對電池板性能的影響 / □48
6.6 試劑殘留與清潔方案 / □49
6.6.1 試劑殘留影響 / □49
6.6.□ 清潔方案 / □51
6.7 本章小結(jié) / □5□
第7章 清潔與光伏組件壽命
7.1 中國光伏組件報廢預(yù)測 / □54
7.□ 運行□0年以上光伏組件
功率衰減研究 / □56
7.3 光伏組件故障類型 / □57
7.4 光伏組件性能衰減成因 / □59
7.4.1 封裝材料老化衰減 / □59
7.4.□ 電池光致衰減 / □60
7.4.3 電勢誘導(dǎo)衰減 / □61
7.5 清潔對光伏組件壽命的影響 / □64
7.6 本章小結(jié) / □66
參考文獻 / □67