钜大LARGE | 点击量：1139次 | 2021年12月21日
海上光伏系统或许行不通？研究人员发现海水对光伏电池的用途
一组中国科学家模拟了海洋环境对安装在大型远洋货轮上的光伏系统性能的影响，并发现盐雾和海水对电池板的电输出特性的影响存在差异。
研究人员解释说，海洋环境通过与酸碱物质混合的盐和水蒸气对组件表面有很大的影响，并指出以前的研究主要集中在海水腐蚀和盐粒造成的损害。在海水腐蚀下，光伏组件的玻璃表面会形成腐蚀黑点，光谱透射率进一步下降，它们甚至会造成不可修复的物理损坏，尽管海洋环境具有高度腐蚀性，但钢化玻璃需要很长时间才能被严重腐蚀。关注海洋环境因素对光伏组件电输出特性的影响可能更为迫切。
学者们将盐雾和海水对光伏系统的影响描述为一个动态过程，通过这个过程，盐雾在组件上形成一个层，从而在其表面形成一层水膜。他们强调说："同时，海水也会覆盖光伏组件的表面。当盐雾和海水蒸发时，盐粒就会留在玻璃盖板的表面上。"
中国小组建立了一个实验平台，包括一个主工作箱、一个样品架、一个模块化照明系统和一个水循环系统。每个功率输出为10W的迷你太阳能电池板被水平放置在样品架上，湿度、辐射和温度传感器被用来收集环境参数。实验中使用了浓度为3.5%、PH值为8.2的人工海水。通过测试仪PROVA210对光伏系统的性能进行了评估。
喷盐
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
通过分析，科学家们发现，在喷洒盐雾后，照射到组件表面的太阳辐射被大大降低了。这种削弱效应对光伏组件的电力输出的影响比冷却带来的积极效应更大，导致电力输出下降。
当不再喷洒盐水时，面板上的太阳辐射水平再次增加，这表明盐水对太阳辐射的影响比对温度的影响更大。水喷雾对一个光伏组件的电输出特性的综合影响表现为最大功率降低约6%，研究小组进一步解释道，当光伏组件在内陆河流以及其他有易凝水的地区使用时，环境中产生的水雾也会对电输出特性产生类似的影响。
海水
在分析海水的影响时，研究人员发现，由于蒸发和吸热，海水有明显的冷却作用，这些甚至可以使组件产量提高20%。然而，当水蒸发时，盐的晶体会逐渐附着在组件表面，这使得太阳辐照度在玻璃罩上均匀地扩散。
作为一种导热性低的材料，盐颗粒阻碍了光伏组件的热传导，使光伏组件难以释放自身的热量，导致温度上升，盐颗粒还削弱了整个组件的透光性。尽管海水附着在一个光伏组件表面的冷却效果是明显的，但如果没有随后的海水冲刷，它将是暂时的。
作为加热剂和减少太阳辐射的因素，盐颗粒的综合影响导致实验性光伏系统的产量减少10%。
科学家们总结说，需要进行更多的研究来完全了解盐雾和海水之间共存的动态。由此产生的对光伏模块输出的变化往往非常复杂，它可能导致光伏模块输出的增加或减少，同时，考虑到雨水、海水的盐度和其他因素，盐的沉积会比较慢，这也会影响光伏组件的输出。
实验装置在论文《海洋环境对光伏模块电输出特性的影响》中进行了介绍，该论文最近发表在《可再生和可持续能源杂志》上。该研究小组由武汉理工大学和中国水运安全国家工程研究中心（WTS中心）的科学家组成。
