了得網工業技術_光伏繫統清潔維護技術

內容簡介

本書研究了太陽能光伏發電繫統清潔技術現狀，主要內容包括太陽能資源開發現狀、光伏產業規模及節能減排潛力、太陽能發電形式與組件類型、光伏繫統清潔方法、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。

作者簡介

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：光伏繫統運維技術、計算機輔助醫療工程和制造業信息化等。2014年入選青海省第九批自然科學與工程技術學科帶頭人，2016年入選青海省高端創新人纔“千人計劃”撥尖人纔，2020年入選青海省昆侖英纔高端創新創業人纔—領軍人纔，2018年獲得第九批青海省高等學校骨干教師稱號，發表期刊和會議學術論文60餘篇。主要教育和工作經歷如下：教育經歷2011年9月至2017年3月浙江大學機械工程學院，機械電子工程，獲博士學位；2004年9月至2007年1月清華大學精儀繫，機械電子工程，獲碩士學位；2000年9月至2004年6月青海大學機械繫，計算機科學與技術，獲學士學位。工作經歷2007年3月至今青海大學機械工程學院，助教/講師/副教授/教授；2009年9月至2010年6月清華大學/密歇根大學，訪問學者。王珊女，1983 年2 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、材料表面處理等。2016 年獲得青海省小島獎，發表期刊和會議學術論文 30 餘篇。主要教育和工作經歷如下：教育經歷2009年9月至2012年7月青海大學機械工程學院，材料學，獲碩士學位；2001年9月至2005年6月燕山大學材料，材料科學與工程，獲學士學位。工作經歷2005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、機電一體化技術等。2018年獲得唐山市鳳凰英纔，主要教育和工作經歷如下：教育經歷2012年9月至2015年6月青海大學機械工程學院，機械電子工程，獲碩士學位；2008年9月至2012年6月青海大學機械工程學院，機械設計制造及自動化，獲學士學位。工作經歷2015年6月至今唐山工業職業技術學院自動化工程繫，助教/講慶男，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：光伏繫統運維技術、光伏組件及關鍵部件檢測技術等，主要教育和工作經歷如下：教育經歷2012年9月至2015年6月青海大學機械工程學院，機械設計及理論，獲碩士學位；2008年9月至2012年6月燕山大學機械工程學院，機械工程，獲學士學位。工作經歷2016年9月至今青海省產品質量監督檢驗所，助理工程師/工程師2015年7月至2016年8月黃河水電光伏產業技術有限公司，助理工程師2014年7月至2014年12月北京瑞柏泰克科技有限公司（實習），技術員

符號表
緒論
0.1 從能源危機談起 / 009
0.2 太陽和太陽能 / 010
0.2.1 太陽的能量 / 011
0.2.2 太陽能資源 / 012
0.3 光伏產業規模及節能減排潛力 / 013
0.3.1 光伏產業規模 / 013
0.3.2 節能減排能力 / 015
0.4 清潔維護的重要性 / 016
0.5 本書結構 / 018
第1章太陽能發電形式與組件類型
1.1 太陽能發電技術概述 / 020
1.1.1 太陽能光伏發電 / 020符號表

緒論

0.1 從能源危機談起 / 009

0.2 太陽和太陽能 / 010

0.2.1 太陽的能量 / 011

0.2.2 太陽能資源 / 012

0.3 光伏產業規模及節能減排潛力 / 013

0.3.1 光伏產業規模 / 013

0.3.2 節能減排能力 / 015

0.4 清潔維護的重要性 / 016

0.5 本書結構 / 018

第1章太陽能發電形式與組件類型

1.1 太陽能發電技術概述 / 020

1.1.1 太陽能光伏發電 / 020

1.1.2 太陽能光熱發電 / 021

1.2 光伏發電組件構成 / 022

1.2.1 非聚光太陽能電池 / 022

1.2.2 聚光太陽能電池 / 025

1.3 光伏組件安裝方式 / 027

1.3.1 固定式安裝方式 / 027

1.3.2 跟蹤式安裝方式 / 031

1.3.3 光伏跟蹤繫統和

支架材料 / 037

1.3.4 光伏陣列基礎工程 / 039

1.4 太陽能光熱發電安裝方式 / 040

1.4.1 槽式太陽能光熱

發電繫統 / 040

1.4.2 塔式太陽能光熱

發電繫統 / 042

1.4.3 碟式斯特林太陽能光熱

發電繫統 / 046

1.4.4 菲涅爾式太陽能光熱

發電繫統 / 048

1.4.5 4種太陽能光熱發電

技術比較 / 049

1.5 光伏/光熱電站對環境的影響 / 050

1.6 光伏/光熱繫統對清潔維護

的影響 / 053

1.7 本章小結 / 055

第2章光伏繫統清潔方法

2.1 人工清潔方式 / 056

2.2 半自動化清潔方式 / 059

2.2.1 固定管道式清潔方式 / 060

2.2.2 各類機械化清潔車 / 061

2.2.3 光熱繫統清潔車輛 / 069

2.3 自動化清潔方式 / 072

2.3.1 依托支架運行的

清潔機器人 / 073

2.3.2 陣列表面爬行機器人 / 080

2.4 組件清潔方式選擇

和自清潔技術 / 086

2.4.1 組件清潔方式選擇 / 086

2.4.2 自清潔技術 / 087

2.5 本章小結 / 092

第3章灰塵的來源、成因、性質與影響

3.1 灰塵來源 / 094

3.1.1 柴達木盆地的降水量 / 094

3.1.2 柴達木盆地的沙塵天氣 / 096

3.1.3 風沙對電池板的

衝蝕作用 / 098

3.2 光伏組件表面積灰成因 / 100

3.2.1 積灰的形式與沉積機理 / 100

3.2.2 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

3.3.2 灰塵形貌與粒徑分析 / 111

3.4 灰塵對光伏發電的影響 / 120

3.4.1 灰塵顆粒對電池板

受光面積的影響 / 121

3.4.2 灰塵量對光伏發電

轉換效率的影響 / 125

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 / 133

3.5 本章小結 / 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

4.1.2 灰塵在電池板上的宏觀

分子受力 / 141

4.2 經典接觸力學模型 / 146

4.2.1 基於Hertz接觸理論的

粘附接觸模型 / 146

4.2.2 DMT接觸理論 / 148

4.2.3 JKR接觸理論 / 150

4.2.4 Maugis-Dugdale

接觸理論 / 153

4.2.5 接觸理論總結 / 156

4.3 基於彈簧阻尼的粘附接觸模型 / 160

4.3.1 基於JKR接觸理論的灰塵

與電池板的粘附模型 / 160

4.3.2 彈簧阻尼模型 / 161

4.3.3 彈簧繫數和阻尼

繫數的確定 / 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

4.4.2 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 / 172

4.5.1 “鏡像”接觸靜電力 / 173

4.5.2 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 / 184

4.8.1 AFM測量技術 / 185

4.8.2 微機械分離測量技術 / 185

4.8.3 靜電測試方法 / 186

4.8.4 離心分離測量技術 / 187

4.8.5 激光分離測量技術 / 188

4.9 本章小結 / 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 / 192

5.1.1 灰塵顆粒清除方式 / 193

5.1.2 灰塵顆粒清除運動方式 / 193

5.2 高壓水射流清洗機理 / 195

5.2.1 扇形噴嘴清潔過程 / 195

5.2.2 水射流清洗力和

能量分析 / 197

5.2.3 水射流清潔效果 / 200

5.2.4 高壓氣流輔助清潔工藝 / 201

5.3 機械擦除實驗研究 / 203

5.3.1 實驗材料和裝置 / 204

5.3.2 清潔實驗分析 / 205

5.4 毛刷清潔作用機理 / 212

5.4.1 刷絲清潔力學建模 / 212

5.4.2 灰塵對刷絲的

作用力分析 / 214

5.4.3 清潔力大小分析 / 223

5.5 柔性梁模型實驗驗證 / 225

5.5.1 實驗裝置 / 225

5.5.2 壓力實驗驗證 / 227

5.5.3 清潔實驗驗證 / 229

5.5.4 積灰條件下組件

效率計算 / 230

5.5.5 實驗結果 / 232

5.6 本章小結 / 235

第6章試劑選用與評估

6.1 表面微顆粒的化學清除機理 / 237

6.2 清潔過程中電池板發電功率

動態變化規律 / 239

6.3 試劑清潔實驗 / 241

6.3.1 實驗試劑 / 241

6.3.2 太陽能電池板和

高壓清洗機 / 242

6.3.3 清潔實驗結果 / 243

6.4 實驗結果 / 245

6.4.1 實驗數據分析 / 245

6.4.2 回復時間和回復率分析 / 247

6.5 試劑清潔對電池板性能的影響 / 248

6.6 試劑殘留與清潔方案 / 249

6.6.1 試劑殘留影響 / 249

6.6.2 清潔方案 / 251

6.7 本章小結 / 252

第7章清潔與光伏組件壽命

7.1 中國光伏組件報廢預測 / 254

7.2 運行20年以上光伏組件

功率衰減研究 / 256

7.3 光伏組件故障類型 / 257

7.4 光伏組件性能衰減成因 / 259

7.4.1 封裝材料老化衰減 / 259

7.4.2 電池光致衰減 / 260

7.4.3 電勢誘導衰減 / 261

7.5 清潔對光伏組件壽命的影響 / 264

7.6 本章小結 / 266

參考文獻 / 267

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