灰水自动清除器工作原理简介
一、 产品简介：
徐州阳洁缘新能源有限公司，自主专利产品：灰水自动清除器（简称：清灰器），于2019年3月获得国家专利授权（ZL201821025243.0）。该清灰器针对全自动清除光伏组件底部积灰带设计，选用亲水性合金材料制造，防锈耐腐，使用寿命20年以上，重量约8克/个，直接卡扣在组件铝边框上，对组件及组件上的其他运维工作无任何影响，后期零维护。一次投资，当年可回本，二十年以上获益。
清灰器现场安装位置图：
二、 积灰带成因及危害：
天气干燥状态下，空气中的灰尘沉降在光伏组件表面，形成均匀的一层积灰，
这层均匀的灰尘不会造成热斑效应，持续20天不下雨的状况下，影响发电量大多通常到10%左右。而这层均匀积灰在遇到降雨及大的露水时，会随着水流雨滴驱动沿着玻璃面向低凹处移动，由于组件铝边框高出玻璃面加之水的张力作用，在组件最低凹处的铝边框处将挡住一部分灰水混合物，形成“堰塞湖”现象，组件上的灰尘随着水流移动到此处沉降下来，沉降下来的灰尘将被此区域“堰塞湖”表面的水保护起来。雨停后，此部分的水被蒸干，剩下灰尘，就形成了积灰带，对光线形成局部严重遮挡，导致组件内部的旁路二极管导通，造成热斑效应、大幅降低发电量、竖向敷设组件积灰带影响发电量占总灰尘遮挡的可达70%以上，损害组件、火灾隐患等，危害极大。
1、 积灰带可严重遮挡局部电池片，导致组件内部的旁路二极管导通，此时的光
伏电池片由电源变成了电阻性，消耗其他电池片的电能，产生热斑效应的同时使组件发电效率大幅降低，3年来经数十个合作电站安装本清灰器后比较，竖向敷设组件无积灰带的组件比有积灰带的组件电量提升最高的达到70%以上，年平均提高发电量3%—11%。积灰带是造成热斑效应及降低发电量的罪魁祸首。
2、 积灰带遮挡电池片，消耗电能，造成局部发热，导致热斑效应、增加安全隐
患、减少组件寿命。
光伏组件积灰带现象图：
三、 清灰器清灰原理：
该清灰器利用水的张力、毛细、虹吸原理，在下雨或大露水时及时将光伏组
件最低处被铝边框挡住的灰水混合物导到组件外面，打破了因组件铝边框阻水而形成的“堰塞湖”现象，从而避免了积灰带的产生。
该清灰器直接卡扣在组件最低处的铝边框处，在雨滴及水流的共同驱动作用
下，当水和灰的混合物流到清灰器的自动吸灰水端时，由于本产品的亲水特性及水的张力作用，水迅速的沿着灰水内通道及灰水外通道移动，经内外两层灰水排放孔排出，利用水的虹吸和毛细原理，灰水混合物被源源不断的导到组件外部，达到全自动清灰功能，该清灰器具有防堵及自身清洁功能，后期零维护。真正实现无人值守、清灰及时、全自动清灰。
清灰器结构图：
徐州阳洁缘新能源有限公司
联系人：刘经理 186 5379 3349

底部积灰带极易形成热斑效应：光伏组件温度每上升1度，功率输出降低0.5%。热斑效应因温度的上升而降低发电量、损伤光伏组件减少光伏组件寿命，甚至造成火灾。积灰带不仅遮挡光线，较厚的积灰带影响散热使积灰区域温度高于无灰区域。以下图一、图二是同一区域光伏组件积灰带温升对比图片，积灰带区域温度明显高于无灰区域。
图一：雨后形成的积灰带

图二：热成像仪拍摄图五积灰带温升图片

对比效果图可以看到，没有安装清灰器的光伏组件下沿处存在三角形形态的积灰，严重影响发电效率，严重情况下还会产生热斑效应。

分布式屋顶光伏组件大多是沿着厂房彩钢瓦屋面铺设，倾角大多为2度至4度左右，坡度较小。在大气降水的过程中，暴雨及“短时急雨”可以把表面灰尘和底部积灰带基本冲刷掉，但是大、中、小雨时“慢雨”状态下即把光伏组件表面的大气降尘及雨水本身携带大气的灰尘均冲刷到光伏组件底部，由于光伏组件的铝边框高出玻璃面板约3mm，雨水与灰尘在此将受到铝边框的阻挡，加之水具有表面张力的特性，灰水积存最高处可达6mm，形成一个类似“堰塞湖”效应的区域，聚集到此区域的大部分灰尘反而被积存的雨水保护了起来，雨后灰尘仍滞留在光伏组件底部，此区域的雨水被蒸发干之后，滞留的灰尘形成了不同厚度及宽度积灰带。如下图一、图二：
图一 横向敷设倾角3°光伏组件积灰带实况图：

图二 竖向敷设倾角2.5°光伏组件积灰带实况图

光伏组件底部积灰带的危害严重性：
光伏组件底部形成的这层积灰带而成为宽窄不一的遮光带，对光伏组件造成不同程度的阴影遮挡，形成不同程度的阴影区。积灰带遮挡区域的光伏组件内部电池晶片由发电原件转变为阻性负载原件，消耗该块光伏组件产生的电能。光伏组件串联或内部串联子串都存在木桶效应，如果单个电池片的遮挡面积为25％，组件功率损失为8．3％；如果单个电池片遮挡面积达到93．5％，该组件功率损失为27．3％。阴影遮挡可使整块光伏组件及整组串光伏组件总输出功率不同程度的严重下降，光伏组件的积灰带是严重影响发电量、产生热斑效应损害、缩短组件寿命的最主要原因！是各家小倾角屋顶光伏电站急需解决的主要问题。

在倾角2-3度的屋顶光伏电站试验表明，表面均匀积灰在大气降水的作用下由于受铝边框的阻挡一旦形成底部积灰带，功率损失将大大增加。横向布置的光伏组件将会导致功率损失最高可达30%，竖向布置的光伏组件功率损失最高可达70%以上。且极易造成热斑效应损坏光伏组件，缩短光伏组件寿命。可见底部积灰带是影响屋顶光伏发电量的主要因素及造成热斑效应的罪魁祸首。
图三是徐州地区某光伏电站专对积灰带清洗后提高电量的试验图。光伏组件横向布置、倾角2.2°，人工仅清除底部积灰带实验，电流提升达27.5%。
图三：横向敷设倾角2.2°光伏组件清洗底部积灰带前图片

图四是某地区某光伏电站专对积灰带清洗后提高电量的实况图。光伏组件竖向敷设布置、倾角2.4°，人工仅清除底部积灰带实验，电流提升达57%。
图四：竖向敷设、倾角2.4°光伏组件清除积灰带前图片

图为徐州某电站安装与未安装清灰器组件对比情况，图为清早较大露水时拍摄，效果对比明显！

镇江某电站早上露水后的图片。
安装清灰器后！
就没有积灰带形成的可能性！
技能避免阴影遮挡对组件的损伤和影响组件输出功率！
又能避免人工清洗对组件和屋顶的踩踏！
早安装，早收益！

图为一块鸟屎在光伏组件上造成的阴影遮挡，利用热成像仪器，我们可以直接看到温度高于周边温度。

分布式屋顶光伏电站单元逆变器组串遮挡试验
1、组件横向敷设遮挡试验
该组串24块组件，组件功率270瓦，组件面南朝向倾角2.6度，光辐照度1260w/㎡，遮挡组串编号PV1-3，对比组串编号PV1-1。遮挡组件方式：按照上图a遮挡8块，图b遮挡10块、图c遮挡4块、图d遮挡2块，模拟底部积灰带的遮挡形式。对比结果：逆变器显示端电压409.5V，遮挡组电流7.6A，对比组电流9.8A，遮挡组功率损失22.45%。
2、组件竖向敷设遮挡试验
该组串24块组件，组件功率270瓦，组件面南朝向倾角2.4度，光辐照度1140w/㎡，遮挡组串编号PV4-3，对比组串编号PV4-2。遮挡组件方式：按照上图e遮挡8块，图f遮挡10块、图g遮挡4块、图h遮挡2块，模拟底部积灰带的遮挡2.1、遮挡组串其中一个组件上的下部6片电池片
光辐照度605w/㎡，逆变器显示电压606.9V，遮挡组串PV4-3电流4.1A，对比组串PV4-2电流4.3A。遮挡组串功率损失4.65%，功率损失约为该组串的1/24。即该组串有23块组件功率正常输出。
2.2、遮挡组串其中一个组件上的一侧10片电池片
遮挡一块组件上的一侧10片电池片，逆变器显示屏未见功率损失。因为逆变器显示数字精确度为1/10，实际功率损失应为该组串总功率的约1/72。即组串24块组件，每块组件内部由3个旁路二极管并联的3个电池串电路，遮挡该电池串，该电池串输出电流为零，该组件仍有2/3的功率输出。因为组件内接有旁路二极管，此时旁路二极管导通，所以有效的降低或规避了热斑效应及“木桶效应”的发生。