沉积在光伏板表面的灰尘会导致光伏组件产生发电效率降低、局部温度升高及组件腐蚀等问题,严重影响光伏发电的经济效益。因此测量光伏板表面灰尘沉积量是提高光伏电站经济效益,延长光伏电站使用寿命的关键。针对现有测量装置存在的缺陷,本文设计了一种将散射测量与成像检测相结合的光伏板积尘检测系统。本文首先研究不同粒径微粒对光线的散射作用,随后依据灰尘层的积尘密度分别阐述稀疏粒子系统与稠密粒子系统对入射光线的散射作用,建立光线照射在积尘光伏板表面的散射模型,进而建立积尘光伏板表面散射光强度与探测区域积尘密度间的关系。随后本文设计了一种基于角分辨散射原理的测量方案,并搭建积尘光伏板表面散射光测量装置。装置使用调制的主动光源对积尘光伏板表面散射光强度空间分布进行研究并建立光伏板积尘密度与散射光强度间的关系。通过比值测量法将散射光强度转化为散射率,并引入锁相放大器对探测器的输出信号进行处理,从噪声背景中提取高信噪比微弱信号。为了弥补散射测量存在的无法表征光伏板表面灰尘分布位置的缺陷,设计了成像检测模块。首先采集积尘光伏板图像,通过算法矫正光伏板图像的畸变,并去除光伏板表面的金属栅线对图像识别的干扰。随后使用RGB三通道OTSU算法对图像进行分割,对分割图像进行最小外接矩形拟合,获取光伏板表面灰尘的分布位置与覆盖面积。对不同探测方位角下积尘光伏板表面散射率进行测量。实验结果表明当探测器放置在光源同侧,积尘密度与散射率的线性度更好,测量动态范围更大。随后使用波长分别为405nm,525nm和635nm的激光光源照射在积尘光伏板表面,进一步探究积尘密度与不同波长光线散射率间的关系。实验表明当光伏板表面积尘密度较小时,光伏板表面散射率随着积尘密度的增长而线性增长,其中波长为405nm的散射光散射率最高;而随着光伏板表面积尘密度不断增加,灰尘层由稀疏粒子系统转向稠密粒子系统,光伏板表面散射率的增长趋势逐渐放缓,并最终趋于一定值,此时波长为635nm的散射光散射率最高。基于建立的积尘密度与散射率间的对应关系,测量光伏板表面散射光强度表征光伏板积尘密度,并通过图像检测模块获取光伏板表面灰尘分的布位置与覆盖面积信息。结合光伏板表面灰尘的积尘密度、分布位置与覆盖面积三个因素,共同评价光伏板表面的积尘状态,便于光伏电站建立积尘密度与电站发电损失间的关系,为辅助决策光伏板清洗周期的制定提供快速、准确的判断依据。