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随着光伏产业的发展同时也伴随着一系列制约光伏发展问题的出现,近年来这些问题逐渐成为研究者们关注的焦点。位于大西北地区的光伏电站凭借着自身的海拔高、辐照度强等自然环境的优势而不断发展前进,但由于其地理位置存在的弊端而衍生出一些问题,阻碍着光伏产业经济效益的上升,其中电池板表面积灰问题成为目前制约高海拔荒漠地区光伏产业发展的最主要的问题之一。本文通过对灰尘颗粒与电池板间粘附机理的研究出发,分析了积灰对光伏组件发电效率的影响,并在理论分析的基础上设计了电池板的清灰实验。本文从以下几个方面进行了研究:1.首先对电池板表面积灰成因、积灰形式和积灰过程进行了研究,并对格尔木光伏电站电池板表面的灰尘样本进行成分分析,得到灰尘颗粒成分主要以SiO2和碳酸盐物质为主,使得灰尘颗粒呈现碱性。通过XSP-35T显微镜的观察发现灰尘颗粒呈现一种极不规则的形态,而且各个颗粒间的形态外貌差异很大,本文通过等效面积法将不规则的灰尘形貌等效成球体来进行研究。通过颗粒粒径分析仪进行分析,得到该地区灰尘颗粒的粒径整体上分布在270μm之间,且在2430μm间的粒径最为集中。2.根据经典的粘附理论建立了基于Hertz理论的粘附接触模型和基于弹簧阻尼的粘附接触模型。通过粘附模型、灰尘颗粒与电池板的性能参数计算了灰尘颗粒与电池板间粘附力的大小,得到粘附力的大小在10-910-6N数量级内;并得到在一定的粒径范围内,粘附力随灰尘颗粒粒径变大而变大。在单颗粒灰尘与电池板粘附模型的基础上建立了多颗粒灰尘与电池板的粘附模型,得到电池板表面多颗粒堆积时粘附力大小在10102N数量内。本文总结了微颗粒与固体界面间粘附力的测量技术包括:AFM测算技术、微机械分离技术、离心分离测算技术和激光分离测算技术等。3.分析了高海拔荒漠地区光伏电站的积灰规律,发现该地区电池板表面的月积灰量在17.2g/m2之间。通过实验分析了不同粒径、不同积灰量的灰尘颗粒对电池板发电效率的影响,得到积灰量分别为4.5g、7.2g的灰尘造成光伏组件的功率下降量分别达到5.7%和8.6%;且对于相同积灰量、不同粒径的灰尘而言,粒径越小造成电池板的发电效率下降的更大。通过对灰尘清洁机理和过程的分析设计了水射流清洁实验,利用不同类型和浓度的表面活性剂进行清洁实验。