2016年11月22日,徐州協(xié)鑫光伏電站迎來入冬的第一場大雪,積雪厚度約為15CM,根據(jù)電站現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn),使用SSG的組件相比正常的組件,積雪可以提前兩天融化滑落(對比效果見下圖)。而從發(fā)電數(shù)據(jù)也可以看出,同為500KW方陣,下雪后第一天,SSG方陣的平均發(fā)電量為25KWh,對比方陣的發(fā)電量則為6.3KWh;下雪后第二天,SSG方陣的平均發(fā)電量為957.5KWh,而對比方陣的發(fā)電量為458.3KWh,SSG方陣發(fā)電量是對比方陣的2倍多。據(jù)此估算,以20MW光伏電站為例,一場僅僅持續(xù)兩天的積雪,使用SSG就能讓每個方陣的發(fā)電量平均增發(fā)約520KWh,全站發(fā)電量增發(fā)約為21000KWh,按照當前三類資源區(qū)上網(wǎng)電價0.98元/W計算,全站增加收益約為20580元。

眾所周知,在光伏電站的日常運行中,發(fā)電效率容易受外界影響而有所損失,常見的外界影響因素包括遮擋、灰塵、霧霾、溫度影響等。進入冬季后,對于我國中部及北部地區(qū)的光伏電站來說,積雪的影響就會躍居前列,而在持續(xù)的低溫環(huán)境中,如果積雪不能及時清理,很容易形成結冰,這不但會嚴重影響發(fā)電效率,而且極有可能對組件造成不可預估的損害。

常規(guī)情況下,光伏電站只能安排專門的人員利用柔軟物品將雪推下,當面對地形復雜的方陣或者距離地面較高的組件時,幾乎無從下手,效率低下,同時耗費大量的人力財力。面對積雪難題,使用萊恩創(chuàng)科SSG自清潔納米膜層將會獲得事半功倍的融雪效果,這是因為SSG具有超強的親水性。正常天氣時,水滴落在玻璃表面后均勻的鋪展開,和玻璃表面達到最大接觸面積,更易帶走大片的污染物,或者用更少的清水或雨水就可以將光伏組件表面的灰塵、沙土清除;而當下雪時,SSG能夠?qū)⒎e雪下層逐漸融化的細小水滴連結形成一層水膜,在重力的作用下,積雪更容易在水膜上滑動,從而實現(xiàn)了更快的融化并滑落。

據(jù)了解,超親水的機理可以分為粗糙度和光致超親水兩大類,SSG膜層特殊的納米介孔結構,成功的將光致超親水和精細粗化超親水有機結合在一起,即使在無光照條件下也具有優(yōu)異的超親水性能,提高了SSG膜層在光伏組件自清潔方面的有效作用。
從技術原理分析,粗糙度致超親水,即通過對玻璃表面化學和幾何結構進行改造,使玻璃表面具有一定的粗糙度,從而獲得超親水性能。而光致超親水,是指在紫外光照射下,SSG溶液中的二氧化鈦價帶電子被激發(fā)到導帶,在表面生成電子空穴對,電子與Ti4+反應,空穴則與表面橋氧反應,使表面氧虛空,從而近處的Ti4+轉向Ti3+,Ti3+適于游離水吸附。此時,空氣中的水解離子吸附在氧空位中,成為化學吸附水(表面形成羥基),化學吸附水可進一步吸附空氣中的水分,形成物理水吸附層,即在Ti3+缺陷周圍形成高度親水的微區(qū)(Ti-OH),而表面剩余區(qū)域仍保持疏水性,這樣在TiO2表面構成了分布均勻的納米尺寸分離的親水微區(qū),類似于二維的毛細管現(xiàn)象。由于水滴的尺寸遠遠大于親水微區(qū)的面積,故宏觀上TiO2表面表現(xiàn)出親水特性,從而侵潤表面。

SSG融雪試驗效果(SSG側積雪滑落更快)