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沙漠中清洁光伏板，不用水非接触式自动清洁，怎么做到的？

智能制造IM 2023-05-30 20:00
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写在前面

太阳能开发和利用是未来几十年内新能源发展的主流方向之一，目前利用太阳能主要方式是光伏发电。有机构预测，到2030年，光伏发电将占到全球发电总量的10%。

  • 来源：疯狂机械控


沙漠中有充沛的太阳能可供利用，但沙尘很容易遮挡光伏板，导致太阳能的利用率大大降低，灰尘积聚问题可以严重影响到电池板的工作效率和状态。如何有效的定期清洁对于安装太阳能电池板及后续的维修是极其重要的。

沙漠中水资源稀缺，用水清洗光伏板是一种奢望。怎么样省水的清洗光伏板，是一个科技挑战。在近日发表于《科学进展》期刊上的一篇文章中，麻省理工学院（MIT）的一支研究团队，介绍了一种独特的无水清洁方法。对于缺水地区来说，该方法将有助于其更好地清楚太阳能电池板上的灰尘，从而提升能量转换的整体效率。
在MIT的新系统中，一种基于静电斥力的方式被使用，通过静电斥力可以使灰尘颗粒分离并从面板表面飞出，进而无需使用水或者刷子。通过在太阳能电池板上布置一种简单的电极，同时利用电动机和导轨让电极在电池板上运动，即可实现上述目的。具体操作如下图所示。


使用时，给光伏组件充上静电，静电会传导给沙尘颗粒，从而使沙尘也带上同种电荷。根据静电同性相斥的原理，就能把沙尘排斥开。

MIT 工学院研究生 Sreedath Panat 和机械工程教授 Kripa Varanasi 指出：实验室测试结果表明，面板能量输出会在灰尘积聚的一开始就出现急剧下滑，然后在持续一个月的情况下锐减 30% 。

以 150 兆瓦的光伏发电设施为例，即使功率降低 1%，也会导致约20万美元的年损失。若推广至全球范围、以及 3~4% 的功率损失，经济效益将暴降 33~55 亿美元。

研究配图 - 3：电荷预估实验

只要专注解决问题，就能想到很多虽然简单，却很有效的科技手段。这就是科研使人快乐有成就感的原因。

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