《太陽能電池板方案》PPT課件課件

1、基于單片機的太陽能電池板除塵保護裝置基于單片機的太陽能電池板除塵保護裝置 指導老師：指導老師： 組員：組員： 基于單片機的太陽能電池板除塵保護裝置基于單片機的太陽能電池板除塵保護裝置 課題步驟課題步驟 選題意義及依據(jù)選題意義及依據(jù) 課題相關(guān)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀課題相關(guān)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 研究內(nèi)容研究內(nèi)容 選擇方案選擇方案 最終初步確定方案最終初步確定方案 步驟步驟 熟悉題目，分析題目要求熟悉題目，分析題目要求 結(jié)合實際，考慮可操作性結(jié)合實際，考慮可操作性 將題目細化，分為幾個模塊將題目細化，分為幾個模塊 針對每個模塊設(shè)想幾種不同的實現(xiàn)方案針對每個模塊設(shè)想幾種不同的實現(xiàn)方案 結(jié)合實際操作與經(jīng)濟性確定一種可

2、行方案結(jié)合實際操作與經(jīng)濟性確定一種可行方案 查閱資料，了解每個模塊所涉及到的元器件，進查閱資料，了解每個模塊所涉及到的元器件，進 行設(shè)計行設(shè)計 太陽能是一種綠色能源，目前太陽能利用有光熱、光電、光化學、光生物太陽能是一種綠色能源，目前太陽能利用有光熱、光電、光化學、光生物 4種方式。光伏組件是光電法利用太陽能的核心部件，已經(jīng)商用化的硅基太種方式。光伏組件是光電法利用太陽能的核心部件，已經(jīng)商用化的硅基太 陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率接近陽能電池光電轉(zhuǎn)化效率接近20%。 生產(chǎn)實踐表明：隨著使用時間的積累，生產(chǎn)實踐表明：隨著使用時間的積累， 電池板迎光面會逐漸積累一層灰塵和其他污染物，既減弱了電池板對光的吸

3、電池板迎光面會逐漸積累一層灰塵和其他污染物，既減弱了電池板對光的吸 收，影響電池的發(fā)電量，也容易因收，影響電池的發(fā)電量，也容易因 “熱島效應熱島效應”造成電池局部發(fā)熱而損壞。造成電池局部發(fā)熱而損壞。 因此，光伏組件表面灰塵及覆蓋物的及時清理對于光伏發(fā)電整個系統(tǒng)是十分因此，光伏組件表面灰塵及覆蓋物的及時清理對于光伏發(fā)電整個系統(tǒng)是十分 重要的重要的。 選題意義及依據(jù)選題意義及依據(jù) 熱島效應熱島效應 太陽能電池組件在使用過程中，如太陽能電池組件在使用過程中，如 果有一片太陽能電池單獨被遮擋，果有一片太陽能電池單獨被遮擋， 例如樹葉鳥糞等，單獨被遮擋的太例如樹葉鳥糞等，單獨被遮擋的太 陽能電池在強烈陽

4、光照射下就會發(fā)陽能電池在強烈陽光照射下就會發(fā) 熱損壞，于是整個太陽能電池組件熱損壞，于是整個太陽能電池組件 損壞損壞。 研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 u 灰塵效應機制復雜，灰塵的數(shù)量、幾何特征、物理化學性質(zhì)、氣象因素等 都會對灰塵效應的強弱有直接影響。 u 有研究者考慮采用超硬、高度光潔和雙性的組件通光覆蓋層來解決這個問 題，或者通過覆蓋玻璃表面涂覆薄膜層的方式，或者使用 TiO2 自清潔涂 層技術(shù)（噴涂納米TiO2薄膜），研究取得了一些進展，但大部分仍處于實 驗室研究階段。 u 也有研究者和企業(yè)在光伏組件上外置機械結(jié)構(gòu)來“清掃 ”灰塵 。 目前常用的地面光伏組件清洗方案目前常用的地面光伏組件清洗方案 l

5、 人工擦拭人工擦拭 l 高壓沖水清潔高壓沖水清潔 當水經(jīng)過加壓噴水嘴之后形成水汽混合物，將光伏組件表面塵土沖洗干凈。當水經(jīng)過加壓噴水嘴之后形成水汽混合物，將光伏組件表面塵土沖洗干凈。 由于此種清潔由于此種清潔 效果徹底，機動性強效果徹底，機動性強 ，并且目前我國勞動力較為低廉，因，并且目前我國勞動力較為低廉，因 此被很多光伏電站廣泛采用。但由此被很多光伏電站廣泛采用。但由 于工作環(huán)境惡劣，加之清潔過程形成于工作環(huán)境惡劣，加之清潔過程形成 大量污水，污染環(huán)境。與我國提倡的產(chǎn)品大量污水，污染環(huán)境。與我國提倡的產(chǎn)品“人性化人性化”和工程和工程“節(jié)能環(huán)保節(jié)能環(huán)?！?的理念背道而馳。的理念背道而馳。 l

6、 高壓氣流（吹塵清潔）高壓氣流（吹塵清潔） 空氣經(jīng)過加壓后，形成強大氣流，將組件表面灰塵吹走。此種清潔方式成空氣經(jīng)過加壓后，形成強大氣流，將組件表面灰塵吹走。此種清潔方式成 本低，但由于工作環(huán)境惡劣，且清潔過程形成大量粉塵，清潔效果不佳本低，但由于工作環(huán)境惡劣，且清潔過程形成大量粉塵，清潔效果不佳 l 毛刷清潔（防雨刷式）毛刷清潔（防雨刷式） 主要靠半機械化的毛刷主要靠半機械化的毛刷, ,靠機械力將粉靠機械力將粉塵塵掃走掃走。此種。此種清潔方式自動化強清潔方式自動化強， 節(jié)省人力節(jié)省人力，但在但在 “ “ 清潔效果清潔效果 ” ” 和和 “ “ 杜絕污染杜絕污染 ” ”上都具有局限性上都具有局

7、限性。 除塵方案設(shè)計原則除塵方案設(shè)計原則 1 ) 除塵作業(yè)過程除塵作業(yè)過程盡量盡量不使用水或者清洗劑不使用水或者清洗劑 水或者清洗劑除塵效果好，水或者清洗劑除塵效果好， 但對于大規(guī)模但對于大規(guī)模的的光伏系統(tǒng)或者離散布局的光伏系光伏系統(tǒng)或者離散布局的光伏系 統(tǒng)而言，統(tǒng)而言， 清潔用水和清洗劑并不是總可以方便地提供清潔用水和清洗劑并不是總可以方便地提供，盡可能的合理使用水資，盡可能的合理使用水資 源。源。 2) 2) 具有感知灰塵積累量的能力具有感知灰塵積累量的能力 灰塵積累量不是隨時間勻速增加的灰塵積累量不是隨時間勻速增加的，季節(jié)特征或局部干擾因素會使得灰塵積季節(jié)特征或局部干擾因素會使得灰塵積

8、累速度顯著變化累速度顯著變化。因此應具有靈敏的感應灰塵厚度的能力。因此應具有靈敏的感應灰塵厚度的能力。 3 ) 3 ) 具有感知晝夜、氣象特征的能力具有感知晝夜、氣象特征的能力 合理的除塵作業(yè)應選擇在傍晚或者凌晨、無降水的時間進行。白天光照強，合理的除塵作業(yè)應選擇在傍晚或者凌晨、無降水的時間進行。白天光照強， 除塵作業(yè)會對光伏組件電能輸出產(chǎn)生很大的干擾，甚至發(fā)生不可預期的后果除塵作業(yè)會對光伏組件電能輸出產(chǎn)生很大的干擾，甚至發(fā)生不可預期的后果 。 4) 4) 除塵機構(gòu)中可轉(zhuǎn)動部件盡可能少除塵機構(gòu)中可轉(zhuǎn)動部件盡可能少 光伏組件的期望壽命為光伏組件的期望壽命為 20 20 25 25 年年，整個運行

9、過程中除塵作業(yè)的次整個運行過程中除塵作業(yè)的次 數(shù)多，任何轉(zhuǎn)動部件都存在潤滑和磨損的問題，高頻次的使用會導致故數(shù)多，任何轉(zhuǎn)動部件都存在潤滑和磨損的問題，高頻次的使用會導致故 障發(fā)生概率顯著提高，綜合經(jīng)濟成本也隨之提高。障發(fā)生概率顯著提高，綜合經(jīng)濟成本也隨之提高。 5) 5) 除塵機構(gòu)質(zhì)量輕除塵機構(gòu)質(zhì)量輕、方便、方便安裝及易損安裝及易損部部件更換方便、功耗低件更換方便、功耗低 輕質(zhì)和方便安裝的除塵機構(gòu)對原有光伏組件陣列的影響小輕質(zhì)和方便安裝的除塵機構(gòu)對原有光伏組件陣列的影響小，基本無需基本無需 進行結(jié)構(gòu)加固等工作進行結(jié)構(gòu)加固等工作。易損易損部部件更換件更換方便方便，有利于縮短人工工作時間，有利于縮

10、短人工工作時間， 提高工作效率。提高工作效率。 研究內(nèi)容研究內(nèi)容 傳感器模塊將檢測到的信息反饋給單片機控制模塊，由單片機通過程序控傳感器模塊將檢測到的信息反饋給單片機控制模塊，由單片機通過程序控 制除塵模塊進行一系列除塵動作，整個過程由電源模塊進行供電。制除塵模塊進行一系列除塵動作，整個過程由電源模塊進行供電。 電源模塊 傳感器模 塊 控制模塊 除塵模塊 方案方案1：仿汽車雨刷器：仿汽車雨刷器 除塵模塊：仿照汽車前擋風玻璃雨刷器工作原理進行除塵模塊：仿照汽車前擋風玻璃雨刷器工作原理進行 光電互補控制器 傳感器 軟件 蓄電池 充放電控制器 單 片 機 變 速 器 電 機 控 制 器 雨 刷 器

11、連 桿 機 構(gòu) 電 源 模 塊 除塵模塊 傳 感 器 模 塊 控 制 模 塊 清潔過程需用到水或清潔劑，故需用到儲水裝置、噴水裝置清潔過程需用到水或清潔劑，故需用到儲水裝置、噴水裝置 清潔力度較差，灰塵等雜質(zhì)會留在刷子上造成二次污染，可利用清潔力度較差，灰塵等雜質(zhì)會留在刷子上造成二次污染，可利用 率低。率低。 清潔過程中的反復摩擦會對電池板表面造成一定損傷清潔過程中的反復摩擦會對電池板表面造成一定損傷 簡單的仿雨刷器操作無法清潔到整塊面板簡單的仿雨刷器操作無法清潔到整塊面板 缺點：缺點： 方案方案2：高壓水流：高壓水流 該系統(tǒng)通過傳該系統(tǒng)通過傳 輸管道將高壓水輸送至噴射裝置，再通過噴射裝置輸管道將高壓水輸送至噴射裝置，再通過噴射裝置 形成高壓水流，利用高壓形成高壓水流，利用高壓 水流對太陽能電池板陣列表面覆蓋的灰水流對太陽能電池板陣列表面覆蓋的灰 塵產(chǎn)生沖擊和剪切的綜合作用，進而實現(xiàn)除塵的效果。塵產(chǎn)生沖擊和剪切的綜合作用，進而實現(xiàn)除塵的效果。 優(yōu)缺點優(yōu)缺點 不會損壞太陽能電池板的表面不會損壞太陽能電池板的表面 不會污染壞境不會污染壞境 對于粘黏性大的污物可能難以除去對于粘黏性大的污物可能難以除去 浪費水資源浪費水資源 u 綜合考慮各方面的因素以及可行性，決定選擇方案一和方案二 結(jié)合的方法達到除塵的目的以提高太陽能電池板的轉(zhuǎn)換效