光伏系统清洁维护技术

图书标准信息

• 作者 高德东
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2021-10
• 版次 1
• ISBN 9787121421013
• 定价 148.00元
• 装帧 其他
• 开本 其他
• 纸张 胶版纸
• 页数 292页
• 字数 306.6千字

【内容简介】

本书研究了太阳能光伏发电系统清洁技术现状，主要内容包括太阳能资源开发现状、光伏产业规模及节能减排潜力、太阳能发电形式与组件类型、光伏系统清洁方法、灰尘特性、灰尘颗粒黏附机理、电池板表面灰尘清洁机理、试剂选用与评估、清洁与光伏组件寿命。

【作者简介】

高德东男，1980年11月生，山东荣成人，工学博士，教授，主要研究方向包括：光伏系统运维技术、计算机辅助医疗工程和制造业信息化等。2014年入选青海省第九批自然科学与工程技术学科带头人，2016年入选青海省高端创新人才“千人计划”拔尖人才，2020年入选青海省昆仑英才高端创新创业人才—领军人才，2018年获得第九批青海省高等学校骨干教师称号，发表期刊和会议学术论文60余篇。主要教育和工作经历如下：教育经历2011年9月至2017年3月 浙江大学机械工程学院， 机械电子工程，获博士学位；2004年9月至2007年1月 清华大学精仪系，机械电子工程，获硕士学位；2000年9月至2004年6月 青海大学机械系，计算机科学与技术，获学士学位。工作经历2007年3月至今 青海大学机械工程学院，助教/讲师/副教授/教授；2009年9月至2010年6月 清华大学/密歇根大学，访问学者。王珊女，1983 年2 月生，河北保定人，工学硕士，副教授，主要研究方向包括：光伏清洁技术、材料表面处理等。2016 年获得青海省小岛奖，发表期刊和会议学术论文 30 余篇。主要教育和工作经历如下：教育经历2009年9月至2012年7月 青海大学机械工程学院，材料学，获硕士学位；2001年9月至2005年6月 燕山大学材料，材料科学与工程，获学士学位。工作经历2005年9月至今 青海大学机械工程学院，助教/讲师/副教授。孟广双男，1987年06月生，河北唐山人，硕士研究生，讲师，主要研究方向包括：光伏清洁技术、机电一体化技术等。2018年获得唐山市凤凰英才，主要教育和工作经历如下：教育经历2012年9月至2015年6月 青海大学机械工程学院，机械电子工程，获硕士学位；2008年9月至2012年6月 青海大学机械工程学院，机械设计制造及自动化，获学士学位。工作经历2015年6月至今 唐山工业职业技术学院自动化工程系，助教/讲师。辛元庆男，1990年3月生，青海民和人，工学硕士，工程师，主要研究方向包括：光伏系统运维技术、光伏组件及关键部件检测技术等，主要教育和工作经历如下：教育经历2012年9月至2015年6月 青海大学机械工程学院，机械设计及理论，获硕士学位；2008年9月至2012年6月 燕山大学机械工程学院，机械工程，获学士学位。工作经历2016年9月至今 青海省产品质量监督检验所，助理工程师/工程师2015年7月至2016年8月 黄河水电光伏产业技术有限公司，助理工程师2014年7月至2014年12月 北京瑞柏泰克科技有限公司（实习），技术员

【目录】

符 号 表

绪  论

0.1  从能源危机谈起 / 009

0.2  太阳和太阳能 / 010

0.2.1  太阳的能量 / 011

0.2.2  太阳能资源 / 012

0.3  光伏产业规模及节能减排潜力 / 013

0.3.1  光伏产业规模 / 013

0.3.2  节能减排能力 / 015

0.4  清洁维护的重要性 / 016

0.5  本书结构 / 018

第1章  太阳能发电形式与组件类型

1.1  太阳能发电技术概述 / 020

1.1.1  太阳能光伏发电 / 020

1.1.2  太阳能光热发电 / 021

1.2  光伏发电组件构成 / 022

1.2.1  非聚光太阳能电池 / 022

1.2.2  聚光太阳能电池 / 025

1.3  光伏组件安装方式 / 027

1.3.1  固定式安装方式 / 027

1.3.2  跟踪式安装方式 / 031

1.3.3  光伏跟踪系统和

支架材料 / 037

1.3.4  光伏阵列基础工程 / 039

1.4  太阳能光热发电安装方式 / 040

1.4.1  槽式太阳能光热

发电系统 / 040

1.4.2  塔式太阳能光热

发电系统 / 042

1.4.3  碟式斯特林太阳能光热

发电系统 / 046

1.4.4  菲涅尔式太阳能光热

发电系统 / 048

1.4.5  4种太阳能光热发电

技术比较 / 049

1.5  光伏/光热电站对环境的影响 / 050

1.6  光伏/光热系统对清洁维护

的影响 / 053

1.7  本章小结 / 055

第2章  光伏系统清洁方法

2.1  人工清洁方式 / 056

2.2  半自动化清洁方式 / 059

2.2.1  固定管道式清洁方式 / 060

2.2.2  各类机械化清洁车 / 061

2.2.3  光热系统清洁车辆 / 069

2.3  自动化清洁方式 / 072

2.3.1  依托支架运行的

清洁机器人 / 073

2.3.2  阵列表面爬行机器人 / 080

2.4  组件清洁方式选择

和自清洁技术 / 086

2.4.1  组件清洁方式选择 / 086

2.4.2  自清洁技术 / 087

2.5  本章小结 / 092

第3章  灰尘的来源、成因、性质与影响

3.1  灰尘来源 / 094

3.1.1  柴达木盆地的降水量 / 094

3.1.2  柴达木盆地的沙尘天气 / 096

3.1.3  风沙对电池板的

冲蚀作用 / 098

3.2  光伏组件表面积灰成因 / 100

3.2.1  积灰的形式与沉积机理 / 100

3.2.2  积灰的影响因素 / 103

3.3  灰尘颗粒特性分析 / 108

3.3.1  灰尘成分分析 / 108

3.3.2  灰尘形貌与粒径分析 / 111

3.4  灰尘对光伏发电的影响 / 120

3.4.1  灰尘颗粒对电池板

受光面积的影响 / 121

3.4.2  灰尘量对光伏发电

转换效率的影响 / 125

3.4.3  灰尘对衰减寿命的影响 / 131

3.4.4  灰尘引起的其他效应 / 133

3.5  本章小结 / 136

第4章  灰尘颗粒粘附机理

4.1  不考虑接触变形的力学分析 / 139

4.1.1  灰尘粘附的能量

角度分析 / 140

4.1.2  灰尘在电池板上的宏观

分子受力 / 141

4.2  经典接触力学模型 / 146

4.2.1  基于Hertz接触理论的

粘附接触模型 / 146

4.2.2  DMT接触理论 / 148

4.2.3  JKR接触理论 / 150

4.2.4  Maugis-Dugdale

接触理论 / 153

4.2.5  接触理论总结 / 156

4.3  基于弹簧阻尼的粘附接触模型 / 160

4.3.1  基于JKR接触理论的灰尘

与电池板的粘附模型 / 160

4.3.2  弹簧阻尼模型 / 161

4.3.3  弹簧系数和阻尼

系数的确定 / 163

4.3.4  接触力计算方法 / 164

4.3.5  接触力分析 / 164

4.3.6  多灰尘颗粒粘附

接触模型 / 167

4.4  分形接触模型 / 168

4.4.1  单灰尘颗粒粘附力建模 / 169

4.4.2  多灰尘颗粒粘附力估算 / 171

4.5  灰尘与电池板间的静电作用力 / 172

4.5.1  “镜像”接触静电力 / 173

4.5.2  双电层静电力 / 176

4.6  灰尘颗粒重力及合力作用 / 179

4.7  灰尘颗粒与电池板之间的

毛细作用力 / 183

4.8  灰尘粘附力测量技术 / 184

4.8.1  AFM测量技术 / 185

4.8.2  微机械分离测量技术 / 185

4.8.3  静电测试方法 / 186

4.8.4  离心分离测量技术 / 187

4.8.5  激光分离测量技术 / 188

4.9  本章小结 / 188

第5章  电池板表面灰尘清洁机理

5.1  表面微颗粒物理清除机理 / 192

5.1.1  灰尘颗粒清除方式 / 193

5.1.2  灰尘颗粒清除运动方式 / 193

5.2  高压水射流清洗机理 / 195

5.2.1  扇形喷嘴清洁过程 / 195

5.2.2  水射流清洗力和

能量分析 / 197

5.2.3  水射流清洁效果 / 200

5.2.4  高压气流辅助清洁工艺 / 201

5.3  机械擦除实验研究 / 203

5.3.1  实验材料和装置 / 204

5.3.2  清洁实验分析 / 205

5.4  毛刷清洁作用机理 / 212

5.4.1  刷丝清洁力学建模 / 212

5.4.2  灰尘对刷丝的

作用力分析 / 214

5.4.3  清洁力大小分析 / 223

5.5  柔性梁模型实验验证 / 225

5.5.1  实验装置 / 225

5.5.2  压力实验验证 / 227

5.5.3  清洁实验验证 / 229

5.5.4  积灰条件下组件

效率计算 / 230

5.5.5  实验结果 / 232

5.6  本章小结 / 235

第6章  试剂选用与评估

6.1  表面微颗粒的化学清除机理 / 237

6.2  清洁过程中电池板发电功率

动态变化规律 / 239

6.3  试剂清洁实验 / 241

6.3.1  实验试剂 / 241

6.3.2  太阳能电池板和

高压清洗机 / 242

6.3.3  清洁实验结果 / 243

6.4  实验结果 / 245

6.4.1  实验数据分析 / 245

6.4.2  回复时间和回复率分析 / 247

6.5  试剂清洁对电池板性能的影响 / 248

6.6  试剂残留与清洁方案 / 249

6.6.1  试剂残留影响 / 249

6.6.2  清洁方案 / 251

6.7  本章小结 / 252

第7章  清洁与光伏组件寿命

7.1  中国光伏组件报废预测 / 254

7.2  运行20年以上光伏组件

功率衰减研究 / 256

7.3  光伏组件故障类型 / 257

7.4  光伏组件性能衰减成因 / 259

7.4.1  封装材料老化衰减 / 259

7.4.2  电池光致衰减 / 260

7.4.3  电势诱导衰减 / 261

7.5  清洁对光伏组件寿命的影响 / 264

7.6  本章小结 / 266

参考文献 / 267