太陽能板除塵降溫一機兩用，新型壓縮空氣系統有助節約用水

發布日期 2021 年 05 月 22 日 18:02

我們會用高壓除塵空氣罐清理鍵盤，偶爾噴一噴保持整潔，那我們也可以用類似的方法吹走太陽能板上的沙塵嗎？最近英國科學家已研發實驗性壓縮空氣系統，清理太陽能板的同時，還可以冷卻模組提高發電量。

沙塵砂石可謂太陽能大敵，刮傷與塵埃累積都會影響轉換效率，發電量最多可能會降低 35%，太陽能板甚至會減壽，同時炎熱高溫天氣也會影響發電效率，在缺水時若要幫太陽能板降降溫與除沙，有什麼好方法？

對此英國華威大學研製的壓縮空氣清理系統，由壓縮機、空氣罐與氣流調節筏與口徑為 5mm 的噴嘴組成，乍看之下可能與一般的噴嘴差不多，但為了迅速吹走模組上灰塵，並表面降溫效果，團隊也經過數學模型分析一番，目前更已經在印度西北部的太陽能電場進行測試。

壓縮機的供電來源為太陽能板本身，也是用氣流調節筏控制壓縮空氣，最後達到除塵與降溫功效，團隊指出，這項設備安裝在太陽能板邊緣，以薄薄氣流吹走模組上的灰塵與熱量，同時氣流管也可以移動去清理其他部分。團隊表示，所有零件都是低成本且已標準化生產的產品。

目前團隊正在印度西北部太陽能電場進行測試，原先太陽能系統表面上會覆蓋 5.3 公克厚的砂石，當表面溫度達到開氏 303 度（攝氏 29 度）時，輸出功率從 42.5 降到 37.5W，而裝設兩組噴嘴後，平均輸出功率回到 41.82W。

實驗更指出，在開氏 333 度（攝氏 59 度）的情況下，模組發電量會降到 28.24 W，使用噴嘴 130 秒後，將模組溫度可降到開氏 315 度（攝氏41度）、功率輸出提高至 32.42W，團隊也進一步研究噴嘴使用時長對降溫的效果，分別設置 10、15 和 20 秒，發電量則從 567.4W 分別增加 30.7％、33.6％ 和 36.1％。

不過由於壓縮空氣設備的供電來源為太陽能板本身，長時間運作也有損光電效益，還須提升冷卻效果與效能表現，團隊表示，為了要在壓縮空氣能耗與太陽能性能改善間取得平衡，需要精準設定吹氣時間和清除特定大小的砂石。

未來還需要進一步最佳化噴嘴配置、清潔頻率和時間，以及在不同砂石沉積速度與太陽能模組溫度下，整合進最大功率點跟追蹤（MPPT）。