随着“双碳”目标的确立,构建以新能源为主体的新型电力系统已经成为能源行业的重要发展方向。作为现阶段发展速度最快、应用最为广泛的清洁能源技术之一,光伏发电必将获得更为广阔的发展空间。作为发展大规模光伏发电产业具有特殊优势的荒漠化地区,大气气溶胶浓度高,大量小颗粒物会沉积在光伏板表面,严重影响光伏系统的正常运行,甚至影响其使用寿命。同时,这类地区夏季辐射强、光伏板温度过高,给光伏发电带来了一定的负面影响。为了解决这类问题,基于压缩空气的光伏板降温和除尘装置的研发受到科研人员的关注。设计高效的光伏板除尘装置,就需要较为客观地认识光伏板积尘的受力,从而为流速的设计提供指导。除范德华力、流体力外,颗粒静电力的准确表征和分析是这一领域的焦点问题。本学位论文针对颗粒在光伏板静电场作用下的起电现象及其所受静电力的计算等问题开展研究,主要成果有:1、给出了静电场作用下颗粒的充电起电模型,基于此讨论了颗粒粒径、介电常数、湿度及外部电场强度对颗粒充电后荷质比的影响。结果表明:对于含水沙粒在外电场中仅需数毫秒即可完成充电,且颗粒荷质比随着其粒径的增加而减小,随含水量及外加电场强度的增加而增加。2、基于沙粒吸附水分现象,引入外电场作用下导体球的接触起电机制模型,讨论了在外电场作用下颗粒粒径比、外加电场强度对颗粒间接触起电电荷量的影响,结果表明随着颗粒粒径比的增加,其带电量呈现先增加后减小的变化趋势;随着外加电场强度增加,颗粒带电量不断增加。3、讨论了大气降尘与光伏板的接触起电现象,基于此讨论了光伏板累计静电荷所产生的静电场施加于板周围带电颗粒的静电力分布规律,结果表明:颗粒所受的静电力呈现震荡式分布,在板面中心处达到最大值,且在局部位置处远大于颗粒重力。这一结果几方面说明了接触起电静电荷对颗粒沉积过程的影响,另一方面也说明服役于强风沙环境下的光伏板玻璃应具有一定的防静电能力,可以减轻积尘量。4、通过对倾斜光伏板表面沙尘颗粒的受力分析,讨论了压缩空气除尘装置设计中颗粒脱粘所需的最小风速。结果表明:颗粒在光伏板电场中的充电电荷影响远小于范德华力,但颗粒在静电场作用下的碰撞起电电荷影响极为明显,且随着光伏板电场的增加,颗粒脱粘所需的最小风速呈现线性增加趋势。这一结果说明为了有效增加压缩空气除尘装置的除尘效率,应该选择光伏板电场较小的时间段进行作业,如利用夜间光伏板无法正常发电的时间进行除尘。以上研究结果对于准确掌握光伏板表面积尘黏附机理和分布规律,实现对光伏板表面积尘的准确预测和科学清除具有重要科学意义。