CN118050313A - 一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,涉及导电材料技术领域,搭建采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板静电除尘实验平台,通过实验获得透明导电薄膜性能对除尘效果和光伏板发电情况的影响规律;结合透明导电薄膜的各项性能和实验结果,给出透明导电薄膜性能的综合评价指标;对透明导电薄膜进行人工加速老化实验,老化后测试透明导电薄膜的各项性能,并带入综合评价指标中进行透明导电薄膜的适用性分析,本发明有效的填补透明导电薄膜材料在光伏板静电除尘领域的适用性和应用可行性分析的空白,进一步推动基于透明导电薄膜的光伏板静电除尘技术的发展。
Description
技术领域
本发明涉及导电材料技术领域,具体为一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法。
背景技术
光伏发电已成为各国相互角逐、竞相投入的重点领域,是新一轮能源革命的主要爆发点,太阳能光伏板是光伏发电***的核心部件,其表面积污往往产生众多不利影响,更高效率、更合理化的光伏板除尘已成为不可回避的问题,近年来,一种不同于传统电动力电极除尘型式的新型静电吸附式除尘方法逐渐成为研究热点,该除尘方法的基本除尘原理如下:采用透明导电薄膜作为光伏板表面材料,同时在光伏板上方放置高压电极,由此使得灰尘颗粒在电场中荷电并在静电力的作用下从光伏板表面起跳,最终实现光伏板面的有效除尘,在荷电过程中,灰尘颗粒的主要电荷来源为与之接触的透明导电薄膜,而光伏板表面这一应用场景又对薄膜的光学性能有着严苛要求,因此,选取综合性能更优的透明导电薄膜关系到该静电除尘方法进一步推广及应用的经济性和可行性;
然而,目前对上述新型静电除尘方法的研究较少,适用于该静电除尘方法的透明导电薄膜的性能评估方法尚未见报道,衡量透明导电薄膜性能的传统指标品质因数仅与透光率和方阻有关,采用该指标难以对光伏板静电除尘用透明导电薄膜的性能进行准确的分析和评价。
发明内容
本发明提供一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,可以有效解决上述背景技术中提出现有的透明导电薄膜性能评估方法不适用于当前光伏板静电除尘领域的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,具体包括如下步骤:
S1、搭建采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板静电除尘实验平台,通过实验获得透明导电薄膜性能对除尘效果和光伏板发电情况的影响规律;
S2、结合透明导电薄膜的各项性能和实验结果,给出透明导电薄膜性能的综合评价指标;
S3、对透明导电薄膜进行人工加速老化实验,老化后测试透明导电薄膜的各项性能,并带入综合评价指标中进行透明导电薄膜的适用性分析,最终评估光伏板静电除尘用透明导电薄膜的综合性能,给出适用性分析结果。
根据上述技术方案,所述S1中,透明导电薄膜为单壁碳纳米管透明导电薄膜,光伏板静电除尘实验应当在温度为-10℃-40℃的某一温度下、相对湿度为30%-80%之间的某一湿度下开展;
光伏板静电除尘实验具体包括如下流程:如图2所示,
a、采用140目原沙模拟光伏板表面灰尘颗粒,采用高压直流电源为金属板施加0-6kV正极性直流高压,加压速度保持为0.1kV/s,金属板底部与表面材料为透明导电薄膜的光伏板表面之间的距离为1cm,透明导电薄膜材料接地;
b、采用筛网将140目原沙均匀洒至表面材料为透明导电薄膜的光伏板表面并控制积灰密度为5mg/cm2,除尘实验前及除尘完成后,除尘完成即除尘区域内的灰尘颗粒不再运动,计算静电除尘率及光伏板发电效率的变化情况;
c、同时,设置表面仅采用普通钢化光伏玻璃的光伏板作为对照,测得相同条件下光伏板的最大发电功率。
根据上述技术方案,所述静电除尘率通过下式计算:
式中:M*、M、M'分别为静电除尘实验前光伏板及其表面灰尘颗粒的整体质量(mg)、静电除尘实验完成后光伏板及其表面灰尘颗粒的整体质量(mg)、洒至光伏板表面的灰尘颗粒的总质量(mg);
光伏板发电效率的归一化值通过下式计算:
式中:Pmax1、Pmax2分别为采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板的最大发电功率(W)、表面仅采用普通钢化光伏玻璃的光伏板在相同条件下的最大发电功率(W)。
根据上述技术方案,所述S1中,透明导电薄膜性能对除尘效果和光伏板发电情况的影响规律具体如下:
在雾度相同均为(1%)时,透明导电薄膜的透光率对光伏板发电效率的影响规律,在透光率相同均为(90%)时,透明导电薄膜的雾度对光伏板发电效率的影响规律,透明导电薄膜的方阻对最终静电除尘率的影响规律,透明导电薄膜的表面能对不同电场强度下静电除尘率的影响规律。
根据上述技术方案,所述S2中,透明导电薄膜性能的综合评价指标如下:
;
式中:In为透明导电薄膜性能的综合评价指标,仅考虑数值而不考虑单位,In值越大,代表光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能越优异;
K为透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级所对应的参数,附着力等级为0B、1B、2B、3B、4B、5B所对应的K值分别为0、1、10、100、1000、10000;
T为透明导电薄膜的透光率(%),H为透明导电薄膜的雾度(%),γ为透明导电薄膜的表面能(mJ/m2),R为透明导电薄膜的方阻(Ω/sq);
a、b、c、d为根据光伏板静电除尘实验所确定的比重参数,取值范围为1-3,取值为1表示该项比重低,取值为2表示该项比重较高,取值为3表示该项比重高。
根据上述技术方案,所述S3中,人工加速老化实验类型包括:光老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化,人工加速老化实验时长不应低于1000小时,且在人工加速老化实验的过程中,选用满足下述要求的单壁碳纳米管透明导电薄膜进行人工加速老化实验及综合性能评估:
为满足静电除尘率及光伏板自身发电效率的要求,光伏板静电除尘用透明导电薄膜的透光率不应低于85%,方阻不应高于1×106Ω/sq;
为满足透明导电薄膜的耐老化性要求,透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级在任何老化条件和老化时间下均不应低于4B级。
根据上述技术方案,所述光老化采用氙灯老化实验箱进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的光老化实验,在实验室环境下搭建氙灯老化实验平台,采用氙灯模拟自然光源、日光滤波器处理以模拟自然光谱能量分布,氙灯老化实验箱温度保持为恒温50℃,到达薄膜表面的辐照度为300W/m2,老化时间为2000h;
所述盐雾老化采用盐雾实验机进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的盐雾老化实验,实验中采用中性盐雾条件,所配制的溶液为质量分数5%的分析纯氯化钠水溶液,盐雾实验机保持为恒温35℃,盐雾喷嘴处相对湿度保持在85%以上,采用连续喷雾法,老化时间为2000h;
所述高温老化采用恒温鼓风干燥箱进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的高温老化实验,恒温鼓风干燥箱保持为恒温80℃,老化时间为2000h;
所述高低温老化采用恒温鼓风干燥箱、超低温冰柜进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的高低温老化实验,恒温鼓风干燥箱保持为恒温80℃,超低温冰柜温度保持为-35℃,先将单壁碳纳米管透明导电薄膜放置于恒温鼓风干燥箱中12小时,随后将单壁碳纳米管透明导电薄膜取出并放置于超低温冰柜中12小时,周而复始直至老化结束,老化时间为2000h。
根据上述技术方案,所述S3中,在人工加速老化实验中及2000h老化完成后,得到单壁碳纳米管透明导电薄膜各性能的变化情况;
在人工加速老化实验前及2000h的老化实验完成后,获取单壁碳纳米管透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级。
与现有技术相比,本发明的有益效果:
本发明能够有效的填补透明导电薄膜材料在光伏板静电除尘领域的适用性和应用可行性分析的空白,进一步推动基于透明导电薄膜的光伏板静电除尘技术的发展,并为透明导电薄膜材料的应用场景从室内或器件内部隔绝空气处推广至室外环境提供可靠支撑,能够有效解决现有的透明导电薄膜性能评估方法不适用于光伏板静电除尘领域的问题,能够进一步推动基于透明导电薄膜的光伏板静电除尘技术的发展与应用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
在附图中:
图1是本发明光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法的步骤流程图;
图2是本发明光伏板静电除尘实验平台的结构示意图;
图3是本发明单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度在光老化过程中的变化情况示意图;
图4是本发明单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度在盐雾老化过程中的变化情况示意图;
图5是本发明单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度在高温老化过程中的变化情况示意图;
图6是本发明单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度在高低温老化过程中的变化情况示意图;
图7是本发明单壁碳纳米管透明导电薄膜的方阻在老化过程中的变化情况示意图;
图8是本发明单壁碳纳米管透明导电薄膜在老化实验前及2000h老化完成后的表面能示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明,应当理解,此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例:如图1所示,本发明提供一种技术方案,一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,具体包括如下步骤:
S1、搭建采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板静电除尘实验平台,通过实验获得透明导电薄膜性能对除尘效果和光伏板发电情况的影响规律;
S2、结合透明导电薄膜的各项性能和实验结果,给出透明导电薄膜性能的综合评价指标;
S3、对透明导电薄膜进行人工加速老化实验,老化后测试透明导电薄膜的各项性能,并带入综合评价指标中进行透明导电薄膜的适用性分析,最终评估光伏板静电除尘用透明导电薄膜的综合性能,给出适用性分析结果。
基于上述技术方案,S1中,透明导电薄膜为单壁碳纳米管透明导电薄膜,光伏板静电除尘实验应当在温度为25℃、相对湿度为50%的条件下开展;
采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板静电除尘实验平台的示意图如图2所示,光伏板静电除尘实验具体包括如下流程:
a、采用内蒙古库布奇沙漠的140目原沙模拟光伏板表面灰尘颗粒,采用高压直流电源为金属板施加0-6kV正极性直流高压,加压速度保持为0.1kV/s,金属板底部与表面材料为透明导电薄膜的光伏板表面之间的距离为1cm,透明导电薄膜材料接地;
b、采用筛网将140目原沙均匀洒至表面材料为透明导电薄膜的光伏板表面并控制积灰密度为5mg/cm2,除尘实验前及除尘完成后,除尘完成即除尘区域内的灰尘颗粒不再运动,计算静电除尘率及光伏板发电效率的变化情况;
c、同时,设置表面仅采用普通钢化光伏玻璃的光伏板作为对照,测得相同条件下光伏板的最大发电功率。
基于上述技术方案,静电除尘率通过下式计算:
式中:M*、M、M'分别为静电除尘实验前光伏板及其表面灰尘颗粒的整体质量(mg)、静电除尘实验完成后光伏板及其表面灰尘颗粒的整体质量(mg)、洒至光伏板表面的灰尘颗粒的总质量(mg);
光伏板发电效率的归一化值通过下式计算:
式中:Pmax1、Pmax2分别为采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板的最大发电功率(W)、表面仅采用普通钢化光伏玻璃的光伏板在相同条件下的最大发电功率(W)。
基于上述技术方案,S1中,透明导电薄膜性能对除尘效果和光伏板发电情况的影响规律具体如下:
在雾度相同均为1%时,透明导电薄膜的透光率对光伏板发电效率的影响规律如表1所示:
表1 透明导电薄膜的透光率对光伏板发电效率的影响规律
透明导电薄膜标号 | 透明导电薄膜透光率(T) | 光伏板发电效率归一化值(η) |
1 | 80% | 93% |
2 | 82% | 94% |
3 | 85% | 96% |
4 | 92% | 98% |
在透光率相同,均为90%时,透明导电薄膜的雾度对光伏板发电效率的影响规律如表2所示:
表2 透明导电薄膜的雾度对光伏板发电效率的影响规律
透明导电薄膜标号 | 透明导电薄膜雾度(H) | 光伏板发电效率归一化值(η) |
5 | 0% | 97% |
6 | 1% | 97% |
7 | 3% | 97% |
8 | 5% | 98% |
透明导电薄膜的方阻对最终静电除尘率的影响规律如表3所示:
表3 透明导电薄膜的方阻对最终静电除尘率的影响规律
透明导电薄膜标号 | 透明导电薄膜方阻(R) | 最终静电除尘率(ω) |
9 | 1×102Ω/sq | 99.81% |
10 | 1×103Ω/sq | 98.63% |
11 | 1×104Ω/sq | 98.79% |
12 | 1×105Ω/sq | 98.76% |
13 | 1×106Ω/sq | 96.15% |
14 | 1×107Ω/sq | 32.58% |
透明导电薄膜的表面能对不同电场强度下静电除尘率的影响规律如表4、5、6、7所示:
表4 透明导电薄膜的表面能对电场强度为2.5kV/cm时静电除尘率的影响规律
透明导电薄膜标号 | 透明导电薄膜表面能(γ) | 静电除尘率(ω) |
15 | 37.005 mJ/m2 | 17.9% |
16 | 39.166 mJ/m2 | 8.68% |
17 | 41.511 mJ/m2 | 0.16% |
18 | 45.278 mJ/m2 | 0.05% |
表5 透明导电薄膜的表面能对电场强度为3kV/cm时静电除尘率的影响规律
透明导电薄膜标号 | 透明导电薄膜表面能(γ) | 静电除尘率(ω) |
15 | 37.005 mJ/m2 | 93.6% |
16 | 39.166 mJ/m2 | 85.36% |
17 | 41.511 mJ/m2 | 57% |
18 | 45.278 mJ/m2 | 26.8% |
表6 透明导电薄膜的表面能对电场强度为3.5kV/cm时静电除尘率的影响规律
透明导电薄膜标号 | 透明导电薄膜表面能(γ) | 静电除尘率(ω) |
15 | 37.005 mJ/m2 | 99.71% |
16 | 39.166 mJ/m2 | 99.5% |
17 | 41.511 mJ/m2 | 97.04% |
18 | 45.278 mJ/m2 | 97.75% |
表7 透明导电薄膜的表面能对电场强度为4kV/cm时静电除尘率的影响规律
透明导电薄膜标号 | 透明导电薄膜表面能(γ) | 静电除尘率(ω) |
15 | 37.005 mJ/m2 | 99.8% |
16 | 39.166 mJ/m2 | 99.52% |
17 | 41.511 mJ/m2 | 98.79% |
18 | 45.278 mJ/m2 | 99.35% |
基于上述技术方案,S2中,透明导电薄膜性能的综合评价指标如下:
;
式中:In为透明导电薄膜性能的综合评价指标,仅考虑数值而不考虑单位,In值越大,代表光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能越优异;
K为透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级所对应的参数,附着力等级为0B、1B、2B、3B、4B、5B所对应的K值分别为0、1、10、100、1000、10000;
T为透明导电薄膜的透光率(%),H为透明导电薄膜的雾度(%),γ为透明导电薄膜的表面能(mJ/m2),R为透明导电薄膜的方阻(Ω/sq);
a、b、c、d为根据光伏板静电除尘实验所确定的比重参数,取值为1表示该项比重低,取值为2表示该项比重较高,取值为3表示该项比重高。
通过表1-表7的实验结果表明:
随着透明导电薄膜透光率的上升,光伏板发电效率归一化值显著上升,且考虑到透光率是衡量透明导电薄膜性能的重要指标之一,而光伏板表面的应用场景更要求透明导电薄膜的透光率尽可能高,此时到达光伏电池的光辐照度更高,因此透光率所占比重高;
随着透明导电薄膜雾度的上升,光伏板发电效率归一化值稍有提升,且透明导电薄膜的雾度大多较低,对光伏板发电效率的影响小,因此雾度所占比重低;
随着透明导电薄膜方阻数量级的上升,最终静电除尘率在保持相对稳定后迅速下降,此时灰尘颗粒在荷电过程中无法从透明导电薄膜获得足够多的离子,灰尘颗粒在同一电场强度下的荷电量显著减小,而方阻是衡量透明导电薄膜另一重要性质导电性的主要指标,因此综合考虑到方阻的数量级、应用场景和实验结果,认为方阻所占比重较高;
在同一电场强度下,不同表面能的透明导电薄膜所对应的静电除尘率不同,主要原因为灰尘颗粒与不同表面能的透明导电薄膜之间的粘附力有所不同,进而影响了灰尘颗粒从光伏板表面的起跳,然而,随着电场强度不断上升,最终均可达到较高的静电除尘率,可见,尽管表面能对静电除尘效果有一定影响,但所占比重低;
因此,a、b、c、d分别取值为3、1、1、2,透明导电薄膜性能的综合评价指标确定为:
;
基于上述技术方案,S3中,人工加速老化实验类型包括:光老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化,人工加速老化实验时长不应低于1000小时,且在人工加速老化实验的过程中,选用满足下述要求的单壁碳纳米管透明导电薄膜进行人工加速老化实验及综合性能评估:
为满足静电除尘率及光伏板自身发电效率的要求,光伏板静电除尘用透明导电薄膜的透光率不应低于85%,方阻不应高于1×106Ω/sq;
为满足透明导电薄膜的耐老化性要求,透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级在任何老化条件和老化时间下均不应低于4B级。
基于上述技术方案,光老化采用氙灯老化实验箱进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的光老化实验,在实验室环境下搭建氙灯老化实验平台,采用氙灯模拟自然光源、日光滤波器处理以模拟自然光谱能量分布,氙灯老化实验箱温度保持为恒温50℃,到达薄膜表面的辐照度为300W/m2,老化时间为2000h;
盐雾老化采用盐雾实验机进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的盐雾老化实验,实验中采用中性盐雾条件,所配制的溶液为质量分数5%的分析纯氯化钠水溶液,盐雾实验机保持为恒温35℃,盐雾喷嘴处相对湿度保持在85%以上,采用连续喷雾法,老化时间为2000h;
高温老化采用恒温鼓风干燥箱进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的高温老化实验,恒温鼓风干燥箱保持为恒温80℃,老化时间为2000h;
高低温老化采用恒温鼓风干燥箱、超低温冰柜进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的高低温老化实验,恒温鼓风干燥箱保持为恒温80℃,超低温冰柜温度保持为-35℃,先将单壁碳纳米管透明导电薄膜放置于恒温鼓风干燥箱中12小时,随后将单壁碳纳米管透明导电薄膜取出并放置于超低温冰柜中12小时,周而复始直至老化结束,老化时间为2000h。
基于上述技术方案,S3中,在人工加速老化实验中及2000h老化完成后,得到单壁碳纳米管透明导电薄膜各性能的变化情况:
在2000h的光老化过程中,单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度的变化情况如图3所示
在2000h的盐雾老化过程中,单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度的变化情况如图4所示;
在2000h的高温老化过程中,单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度的变化情况如图5所示;
在2000h的高低温老化过程中,单壁碳纳米管透明导电薄膜的透光率和雾度的变化情况如图6所示;
在2000h的老化过程中,单壁碳纳米管透明导电薄膜的方阻变化情况如图7所示;
老化实验前及2000h的老化完成后,单壁碳纳米管透明导电薄膜的表面能如图8所示;
在人工加速老化实验前及2000h的老化实验完成后,获取单壁碳纳米管透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级,如表8所示:
表8 单壁碳纳米管透明导电薄膜在老化实验前及2000h老化完成后与玻璃基底之间的附着力等级
老化条件 | 附着力等级 |
未老化 | 5B |
光老化 | 4B |
盐雾老化 | 3B |
高温老化 | 5B |
高低温老化 | 5B |
根据式(4)及图3-图8、表8的数据,可计算得到老化实验前及2000h的老化完成后,透明导电薄膜性能的综合评价指标(仅取数值),如表9所示:
表9 单壁碳纳米管透明导电薄膜在老化实验前及2000h老化完成后的综合评价指标
老化条件 | 综合评价指标(×106,仅取数值) |
未老化 | 5846.78 |
光老化 | 16.71 |
盐雾老化 | 1.86 |
高温老化 | 5460.05 |
高低温老化 | 5925.45 |
由此可见,未老化时,单壁碳纳米管透明导电薄膜的综合评价指标的数值为5846.78×106,而在2000h的光老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化后,单壁碳纳米管透明导电薄膜的综合评价指标的数值为5846.78×106、16.71×106、1.86×106、5925.45×106,光老化和盐雾老化所引起的综合评价指标的下降程度大,高温老化和高低温老化几乎不引起综合评价指标改变;
同时,2000h的盐雾老化后,单壁碳纳米管透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级降为3B级,不再适合应用于光伏板静电除尘中;
因此,可以认为该单壁碳纳米管透明导电薄膜应用于隔绝空气、低光照强度且湿度、盐雾浓度较低的地区具有优异的性能,应用于低光照强度、低盐雾浓度且温度较高或温差较大的地区同样性能优异,薄膜材料适用于上述地区的光伏板静电除尘;
然而,单壁碳纳米管透明导电薄膜应用于高光照强度或低盐雾浓度地区时性能易发生明显劣化,不适用于该类地区的光伏板静电除尘。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:具体包括如下步骤:
S1、搭建采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板静电除尘实验平台,通过实验获得透明导电薄膜性能对除尘效果和光伏板发电情况的影响规律;
S2、结合透明导电薄膜的各项性能和实验结果,给出透明导电薄膜性能的综合评价指标;
S3、对透明导电薄膜进行人工加速老化实验,老化后测试透明导电薄膜的各项性能,并带入综合评价指标中进行透明导电薄膜的适用性分析,最终评估光伏板静电除尘用透明导电薄膜的综合性能,给出适用性分析结果。
2.根据权利要求1所述的一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:所述S1中,透明导电薄膜为单壁碳纳米管透明导电薄膜,光伏板静电除尘实验应当在温度为-10℃-40℃的某一温度下、相对湿度为30%-80%之间的某一湿度下开展;
光伏板静电除尘实验具体包括如下流程:
a、采用140目原沙模拟光伏板表面灰尘颗粒,采用高压直流电源为金属板施加0-6kV正极性直流高压,加压速度保持为0.1kV/s,金属板底部与表面材料为透明导电薄膜的光伏板表面之间的距离为1cm,透明导电薄膜材料接地;
b、采用筛网将140目原沙均匀洒至表面材料为透明导电薄膜的光伏板表面并控制积灰密度为5mg/cm2,除尘实验前及除尘完成后,除尘完成即除尘区域内的灰尘颗粒不再运动,计算静电除尘率及光伏板发电效率的变化情况;
c、同时,设置表面仅采用普通钢化光伏玻璃的光伏板作为对照,测得相同条件下光伏板的最大发电功率。
3.根据权利要求2所述的一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:所述静电除尘率通过下式计算:
(1);
式中:M*、M、M'分别为静电除尘实验前光伏板及其表面灰尘颗粒的整体质量(mg)、静电除尘实验完成后光伏板及其表面灰尘颗粒的整体质量(mg)、洒至光伏板表面的灰尘颗粒的总质量(mg);
光伏板发电效率的归一化值通过下式计算:
(2);
式中:Pmax1、Pmax2分别为采用透明导电薄膜作为光伏玻璃外表面材料的光伏板的最大发电功率(W)、表面仅采用普通钢化光伏玻璃的光伏板在相同条件下的最大发电功率(W)。
4.根据权利要求2所述的一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:所述S1中,透明导电薄膜性能对除尘效果和光伏板发电情况的影响规律具体如下:
在雾度相同均为(1%)时,透明导电薄膜的透光率对光伏板发电效率的影响规律,在透光率相同均为(90%)时,透明导电薄膜的雾度对光伏板发电效率的影响规律,透明导电薄膜的方阻对最终静电除尘率的影响规律,透明导电薄膜的表面能对不同电场强度下静电除尘率的影响规律。
5.根据权利要求1所述的一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:所述S2中,透明导电薄膜性能的综合评价指标如下:
(3);
式中:In为透明导电薄膜性能的综合评价指标,仅考虑数值而不考虑单位,In值越大,代表光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能越优异;
K为透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级所对应的参数,附着力等级为0B、1B、2B、3B、4B、5B所对应的K值分别为0、1、10、100、1000、10000;
T为透明导电薄膜的透光率(%),H为透明导电薄膜的雾度(%),γ为透明导电薄膜的表面能(mJ/m2),R为透明导电薄膜的方阻(Ω/sq);
a、b、c、d为根据光伏板静电除尘实验所确定的比重参数,取值范围为1-3。
6.根据权利要求1所述的一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:所述S3中,人工加速老化实验类型包括:光老化、盐雾老化、高温老化、高低温老化,人工加速老化实验时长不应低于1000小时,且在人工加速老化实验的过程中,选用满足下述要求的单壁碳纳米管透明导电薄膜进行人工加速老化实验及综合性能评估:
为满足静电除尘率及光伏板自身发电效率的要求,光伏板静电除尘用透明导电薄膜的透光率不应低于85%,方阻不应高于1×106Ω/sq;
为满足透明导电薄膜的耐老化性要求,透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级在任何老化条件和老化时间下均不应低于4B级。
7.根据权利要求6所述的一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:所述光老化采用氙灯老化实验箱进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的光老化实验,在实验室环境下搭建氙灯老化实验平台,采用氙灯模拟自然光源、日光滤波器处理以模拟自然光谱能量分布,氙灯老化实验箱温度保持为恒温50℃,到达薄膜表面的辐照度为300W/m2,老化时间为2000h;
所述盐雾老化采用盐雾实验机进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的盐雾老化实验,实验中采用中性盐雾条件,所配制的溶液为质量分数5%的分析纯氯化钠水溶液,盐雾实验机保持为恒温35℃,盐雾喷嘴处相对湿度保持在85%以上,采用连续喷雾法,老化时间为2000h;
所述高温老化采用恒温鼓风干燥箱进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的高温老化实验,恒温鼓风干燥箱保持为恒温80℃,老化时间为2000h;
所述高低温老化采用恒温鼓风干燥箱、超低温冰柜进行单壁碳纳米管透明导电薄膜的高低温老化实验,恒温鼓风干燥箱保持为恒温80℃,超低温冰柜温度保持为-35℃,先将单壁碳纳米管透明导电薄膜放置于恒温鼓风干燥箱中12小时,随后将单壁碳纳米管透明导电薄膜取出并放置于超低温冰柜中12小时,周而复始直至老化结束,老化时间为2000h。
8.根据权利要求6所述的一种光伏板静电除尘用透明导电薄膜性能评估方法,其特征在于:所述S3中,在人工加速老化实验中及2000h老化完成后,得到单壁碳纳米管透明导电薄膜各性能的变化情况;
在人工加速老化实验前及2000h的老化实验完成后,获取单壁碳纳米管透明导电薄膜与玻璃基底之间的附着力等级。
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