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4 積塵機理及模型

積塵的理論研究非常困難，因為和所處的地點、面板傾斜角和其他變量密切相關(guān)。居發(fā)禮[2]探索性地研究了光伏積塵理論，根據(jù)積塵與降塵量、降雨量等因素有關(guān)，建立光伏表面積塵量模型，并分3種情景考慮光伏面板表面積塵與雨水沖刷的關(guān)系，分別為：無降雨，積塵量不受降雨沖刷的影響；有降雨，但降雨量不足以將積塵全部沖刷完；降雨量足以將降塵沖刷完。

他還提出一種光伏積塵系數(shù)，用來表示積塵對光伏發(fā)電性能的影響因子，即在同等光照強度下，積塵光伏板發(fā)電效率與清潔光伏板發(fā)電效率的比值。影響灰塵沉積的因素很多，建立模型很復(fù)雜，居發(fā)禮模型只考慮了積塵與降塵量、降雨量的關(guān)系，還有其他一些因子沒有考慮，所以此模型有一定局限性。

5 光伏組件的除塵方法

目前有些光伏發(fā)電系統(tǒng)還僅依賴于降雨、風(fēng)等自然作用對光伏面板的積灰進行清除。一些小型光伏電站采用人工清潔的方法，一般用拖把、橡膠刮條或柔軟的抹布進行清洗[24]。該方法缺點是在清洗過程中不可避免地會對玻璃面板產(chǎn)生劃痕，磨傷玻璃表面，部分工作需兩人配合作業(yè)，效率相對較低；優(yōu)點是不浪費水電資源，幾乎只有人工成本。

大中型光伏電站人工清潔難度較大，一般采用機械清潔的方式。高壓水槍清洗，水經(jīng)過加壓后形成水汽混合物，將光伏面板表面塵土沖洗干凈，清潔效果較好，因此被很多光伏電站廣泛采用；缺點是對水電需求較大，清潔過程中會形成大量污水，污染環(huán)境；投入成本主要是機器和人員工資。清洗車清洗，用水量較大，對面板幾乎沒有損傷，效率較高，但需空間寬闊平坦的地區(qū)使用，投入成本較高。

另外還有機械除塵技術(shù)，利用機械化的刷子結(jié)合噴水沖洗光伏面板的自動除塵裝置等，靠機械力將粉塵掃走[25]。優(yōu)點是自動化強，節(jié)省人力。但有些機器清潔效果較差，成本較高，同時也會污染環(huán)境，尚需進一步的開發(fā)研究。

6 總結(jié)

本文總結(jié)了積塵對光伏發(fā)電效率的影響，提出了灰塵對光伏面板輻照度、散熱和腐蝕的影響及不同地區(qū)的積塵影響差異，探究了其影響因素：風(fēng)、降水強度與降塵量、空氣污染、灰塵性質(zhì)及面板傾角的影響，并總結(jié)了積塵機理和模型，得出以下結(jié)論：

1) 積塵對光伏系統(tǒng)發(fā)電效率影響很大，造成的功率損失很嚴重，有時能達到30% 左右。

2) 積塵會減弱面板接收的太陽輻照強度，光伏發(fā)電量減少，導(dǎo)致輸出功率下降。沉積濃度越大、透光率越低，組件吸收的輻照量越低。

3) 灰塵導(dǎo)致光伏面板的傳熱形式發(fā)生了變化，會增大面板的傳熱熱阻，影響其散熱。研究表明：面板溫度上升1 ℃，輸出功率約下降0.5%。

4) 灰塵在不同環(huán)境中有時呈酸性，有時呈堿性，對光伏面板的腐蝕使得太陽輻射透過率減小，面板上的光照強度減弱，發(fā)電量減少。

5) 積塵受風(fēng)速風(fēng)向、降水強度、空氣污染、灰塵性質(zhì)、面板放置的地點、面板傾角等因素的影響，風(fēng)速與灰塵沉積成正比；降水強度越大對灰塵沉積的沖刷效果也越大；霧霾天氣造成灰塵沉積增加；不同性質(zhì)的灰塵會對光伏面板的清洗難度有很大影響；光伏面板傾角越大，灰塵越難在其表面滯留和附著。