技術(shù)性能系列報告（五）｜SSG超親水性有效降低光伏電站清洗成本

萊恩創(chuàng)科SSG增透型自清潔納米膜層（以下簡稱SSG）是新一代光伏組件膜層技術(shù)，具有高可靠性、強耐候性的特點，達到25年以上壽命。該膜層噴涂工藝簡單，在常溫噴涂于光伏組件表面后，可以提升光伏組件功率（電量）1-2%，類似已廣泛應(yīng)用的AR減反膜。同時使組件表面具有自清潔性能，包括超親水、防沙塵、防城市空氣污染，同比其他組件提升2-3%發(fā)電量。綜合以上性能，光伏電站使用SSG膜層材料可實現(xiàn)發(fā)電量增發(fā)3-5%，并由國網(wǎng)英大財險保險公司承保。該系列報道旨在揭開SSG“神秘面紗”，將SSG增發(fā)原理逐一展現(xiàn)給讀者。

自清潔納米技術(shù)，親水性優(yōu)于疏水性獲業(yè)界公認

自清潔技術(shù)是指具備自我凈化清潔能力的技術(shù)，這項技術(shù)的研究最早開展于上個世紀七、八十年代，在光伏領(lǐng)域的應(yīng)用，主要是應(yīng)用在光伏組件用玻璃面板表面，按照其侵潤性，可分為親水性自清潔玻璃和疏水性自清潔玻璃，區(qū)別如下圖所示：

目前，市場上絕大多數(shù)用戶選擇使用親水性自清潔技術(shù)。使用親水性技術(shù)后，水滴落在玻璃表面后均勻的鋪展開，和玻璃表面達到最大接觸面積，在重力作用下更易帶走大片的污染物，這樣用更少的清水或雨水就可以將光伏組件表面的灰塵、沙土清除（摘自《光伏組件自清潔技術(shù)》－《太陽能》, 2015(11):36-39）。

而疏水技術(shù)雖能實現(xiàn)一定程度的自清潔效果，但存在以下兩點普遍問題：

 ?疏水膜層通常具有較差的自清潔能力

通過改變材料表面納米形貌使膜層疏水，疏油性卻不好，而電站現(xiàn)場很多灰塵和污染物都含有油性物質(zhì)，油性物質(zhì)極易粘附在玻璃表面。同時，由于涂層表面疏水，下雨或沖洗時，水又很難和大面積的油性物質(zhì)接觸而將其帶走。

（摘自《納米自清潔增效涂料的研制及其應(yīng)用》－《涂料技術(shù)與文摘》, 2012, 33(7):6-10）

?疏水膜層自清潔能力容易失效

多年來業(yè)界一直公認疏水基團非常容易與環(huán)境作用，在半年內(nèi)逐漸失去疏水效果，無法保證長期使用壽命，從而無法保證真正意義上的自清潔效果，不如親水性材料。

（摘自《自清潔玻璃的研究進展》－《化工新型材料》, 2009, 37(9):11-13）

某光伏電站噴涂疏水材料后組件表面灰塵嚴重

SSG超親水技術(shù)領(lǐng)先，效果明顯穩(wěn)定可靠

1、技術(shù)原理分析

SSG屬于無機超親水自清潔材料，穩(wěn)定性好，工藝要求較高，工藝直接決定了膜層的可靠性。在紫外光照射下，二氧化鈦價帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，在表面生成電子空穴對，電子與Ti4+反應(yīng)，空穴則與表面橋氧反應(yīng)，使表面氧虛空，從而近處的Ti4+轉(zhuǎn)向Ti3+，Ti3+適于游離水吸附。此時，空氣中的水解離子吸附在氧空位中，成為化學吸附水（表

面形成羥基），化學吸附水可進一步吸附空氣中的水分，形成物理水吸附層，即在Ti3+缺陷周圍形成高度親水的微區(qū)（Ti-OH），而表面剩余區(qū)域仍保持疏水性，這樣在TiO2表面構(gòu)成了分布均勻的納米尺寸分離的親水微區(qū)，類似于二維的毛細管現(xiàn)象。由于水滴的尺寸遠遠大于親水微區(qū)的面積，故宏觀上TiO2表面表現(xiàn)出親水特性，從而侵潤表面。

親水性模擬試驗

2、SSG已實現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，效果穩(wěn)定可靠

SSG在國內(nèi)已經(jīng)累計應(yīng)用50多個項目，其中最早的青海格爾木項目應(yīng)用時間超過三年。從實際效果來看，無論是屋頂平鋪式電站還是西北地面電站，SSG自清潔效果均非常明顯，而且下雪時，積雪融化速度相對更快，效果見下圖：

屋頂平鋪式電站項目效果

   SSG融雪試驗效果

SSG超親水性通過TUV&中建材測試認證

2016年1月，依據(jù)JC／T 2168-2013《自潔凈鍍膜玻璃》標準，自潔凈鍍膜玻璃對水靜態(tài)接觸角不大于10度，為了驗證SSG超親水性，南德TUV聯(lián)合中建材對三塊SSG鍍膜光伏玻璃樣品進行測試，結(jié)果分別為6.4度、5.8度、6.4度，平均值僅為6.1度，遠低于標準要求，親水性能出色。