光伏发电对机场的反光影响分析

1机场附近光伏电站对飞机起降的光反射影响分析由晶体硅光伏组件组成的发电工程对其所在区域上空的反光影响可从以下两方面分析：一、光伏组件对阳光的反射性能太阳光伏组件是由高透光率低铁钢化玻璃（又称超白光伏玻璃） 、抗老化EVA 胶膜、太阳电池片和由氟塑料、涤纶复合而成的 Tedlar(TPT)背膜组成，如图 1、图 2 所示。其中高透光率低铁钢化玻璃位于整个组件的最上层，即为反光的主要部分。因玻璃和 EVA 胶膜透明，电池片不透明，电池片表面也具有一定的反光特性，电池片与组件表面的玻璃的反光量之和决定了光伏组件的整体反光特性。图 1 普通晶体硅光伏组件的结构图2图 2 普通晶体硅光伏组件的分层示意作为一种太阳能产业的基础产品，要求超白光面或绒面的钢化玻璃能最大限度地让太阳光热透射，以提高太阳能的光电转换率。其中光面玻璃也叫浮法玻璃，绒面玻璃也叫压延玻璃。常用面板玻璃的厚度一般为 3.2mm 和 4mm，建材型太阳能光伏组件的厚度为 5～10mm，无论厚薄都要求透光率在 90％以上，光谱响应的波长范围为 320～1l00nm，只对对大于 1200nm 的红外光有较高的反射率。超白是说由于这种玻璃比普通玻璃含铁量低，从玻璃边缘看，这种玻璃要比普通玻璃更白一些，普通玻璃从边缘看是偏绿色的。绒面的意思是这种玻璃为了减少阳光的反射，在其表面通过物理和化学方法进行减反射处理，使玻璃表面成了绒状（如图 3 所示） ，从而增加了光线的入射量，进一步减少反射量，使得玻璃表面对太阳直射光线的总反射量小于 10%，与普通玻璃不同的是，因绒面的存在，该部分反射光呈漫反射状。目前绝大多数主流光伏玻璃厂家还利用溶胶凝胶纳米材料和精密涂布技术(如磁控喷溅法、双面浸泡法等技术) ，在玻璃表面涂布一层含纳米材料的薄膜，这种镀膜玻璃不仅可以显著增加面板玻璃的透光率 2％以上，还可以显著减少光线反射，而且还有自洁功能，可以减少雨水、灰尘等对电池板表面的污染，使其保持清洁，减少光衰，并提高发电率 1.5％～3％。图 3 绒面玻璃表面纹路太阳能电池板表面超白玻璃的反射比、透射比与吸收比：1．反射比 指被照面反射光通量与入射光通量之比，用符号 ρ 表示。2．透射比 指经过被照面(物)透射的光通量与入射光通量之比，用符号 τ 表示。33．吸收比 指被照面(物)吸收的光通量与入射光通量之比，用符号 α 表示。 4．反射比，透射比与吸收比的关系： 由能量守恒定律:ρ+ τ+α =1图 4 光线入射角度与反射比例的关系从上图可见，光伏玻璃只有在跟太阳几乎呈平行关系时才呈现高反射率，而这种情况下，观察者为正对阳光的，即逆光观察。逆光时玻璃的存在，无论反光与否，对于观察者来说，本身就可以忽略。与普通平板玻璃相比，太阳能超白玻璃要求铁含量低，一般在 120ppm 以下，太阳能玻璃生产中要严格控制玻璃成分中着色氧化物的含量，使玻璃中Fe2O3 控制在 0.015％以下，在 300～2500 微米光谱范围内，折合 3 mm 标准厚度的太阳光直接透射比达到 91％以上，以提高玻璃的透光率。由以上论述可知，太阳能电池板表面超白玻璃的透射比远大于反射比，而且反射的光线主要以漫反射形式存在，造成的平行光反射导致的刺眼现象完全不存在。对于高空的观察者，无论阳光强度如何，从何角度观察，地面上的光伏方阵都呈暗淡的深色，与普通深色建筑瓦片效果相当。二、案例分析目前全球已经在机场周边（1 公里范围内）或在机场内建筑上建有光伏项目的案例有：日本关西机场（亚洲最大的机场光伏—11.6MW） 、新西兰纳尔逊4机场、德国杜塞尔多夫机场、新疆库尔勒机场、上海虹桥机场、深圳机场、无锡硕放机场等。运行都已超过 1 年。目前未发现任何因光伏电站引起的炫光时间。下图为实拍图片。其中图 7 为从室内拍摄的投射光线。图 5 虹桥机场光伏电站5图 6 深圳机场光伏电站图 7 无锡硕放机场光伏电站三、结论光伏工程不对上空造成炫光，可以在机场及其周边地区建设光伏发电工程。6