4 积尘机理及模型

积尘的理论研究非常困难，因为和所处的地点、面板倾斜角和其他变量密切相关。居发礼[2]探索性地研究了光伏积尘理论，根据积尘与降尘量、降雨量等因素有关，建立光伏表面积尘量模型，并分3种情景考虑光伏面板表面积尘与雨水冲刷的关系，分别为：无降雨，积尘量不受降雨冲刷的影响；有降雨，但降雨量不足以将积尘全部冲刷完；降雨量足以将降尘冲刷完。

他还提出一种光伏积尘系数，用来表示积尘对光伏发电性能的影响因子，即在同等光照强度下，积尘光伏板发电效率与清洁光伏板发电效率的比值。影响灰尘沉积的因素很多，建立模型很复杂，居发礼模型只考虑了积尘与降尘量、降雨量的关系，还有其他一些因子没有考虑，所以此模型有一定局限性。

5 光伏组件的除尘方法

目前有些光伏发电系统还仅依赖于降雨、风等自然作用对光伏面板的积灰进行清除。一些小型光伏电站采用人工清洁的方法，一般用拖把、橡胶刮条或柔软的抹布进行清洗[24]。该方法缺点是在清洗过程中不可避免地会对玻璃面板产生划痕，磨伤玻璃表面，部分工作需两人配合作业，效率相对较低；优点是不浪费水电资源，几乎只有人工成本。

大中型光伏电站人工清洁难度较大，一般采用机械清洁的方式。高压水枪清洗，水经过加压后形成水汽混合物，将光伏面板表面尘土冲洗干净，清洁效果较好，因此被很多光伏电站广泛采用；缺点是对水电需求较大，清洁过程中会形成大量污水，污染环境；投入成本主要是机器和人员工资。清洗车清洗，用水量较大，对面板几乎没有损伤，效率较高，但需空间宽阔平坦的地区使用，投入成本较高。

另外还有机械除尘技术，利用机械化的刷子结合喷水冲洗光伏面板的自动除尘装置等，靠机械力将粉尘扫走[25]。优点是自动化强，节省人力。但有些机器清洁效果较差，成本较高，同时也会污染环境，尚需进一步的开发研究。

6 总结

本文总结了积尘对光伏发电效率的影响，提出了灰尘对光伏面板辐照度、散热和腐蚀的影响及不同地区的积尘影响差异，探究了其影响因素：风、降水强度与降尘量、空气污染、灰尘性质及面板倾角的影响，并总结了积尘机理和模型，得出以下结论：

1) 积尘对光伏系统发电效率影响很大，造成的功率损失很严重，有时能达到30% 左右。

2) 积尘会减弱面板接收的太阳辐照强度，光伏发电量减少，导致输出功率下降。沉积浓度越大、透光率越低，组件吸收的辐照量越低。

3) 灰尘导致光伏面板的传热形式发生了变化，会增大面板的传热热阻，影响其散热。研究表明：面板温度上升1 ℃，输出功率约下降0.5%。

4) 灰尘在不同环境中有时呈酸性，有时呈碱性，对光伏面板的腐蚀使得太阳辐射透过率减小，面板上的光照强度减弱，发电量减少。

5) 积尘受风速风向、降水强度、空气污染、灰尘性质、面板放置的地点、面板倾角等因素的影响，风速与灰尘沉积成正比；降水强度越大对灰尘沉积的冲刷效果也越大；雾霾天气造成灰尘沉积增加；不同性质的灰尘会对光伏面板的清洗难度有很大影响；光伏面板倾角越大，灰尘越难在其表面滞留和附着。