摘 要：在清洁能源迅速发展的今天，光伏发电也越来越重要。光伏发电站正常运行过程中，灰尘对其系统有着不同程度的影响。从灰尘的来源，灰尘对透光率和温度的影响，以及影响灰尘的因素，光伏电站组件的清洗方式，这些方面综合分析研究，探索光伏组件清洗的最佳方案，由点及面，为光伏发电站的发展提供可以借鉴的指导和意见。
　　关键词：积尘 光伏面板 清组件洗方式
　　一、引言
　　光伏发电发展越来越快，那么当光伏发电系统的长时间运行时，光伏面板积尘对其能量转换的影响不可小觑。覆盖在面板表面的灰尘具有散射、反射以及吸收太阳辐射的作用，太阳光的透过率将会被大大降低，导致面板接收到的太阳辐射减少，输出功率也随之降低，其作用与灰尘累积厚度成正相关。灰尘作为影响光伏电站发电量的重要因素之一，但如今这方面的相关理论还不完善，因此，进行灰尘对光伏发电的影响及组件清洗方式的研究是非常必要的。
　　二、积灰的来源及影响积灰的因素
　　1.积灰的来源与形成。光伏组件表面长久蓄积的灰尘被称为积灰。灰尘由悬浮在空气中直径小于500微米的微粒组成，是一种不均匀分散体系。工业排放物品、烟尘燃烧产生的物质、土壤扬尘等都会引起灰尘，具体包括：在施工建筑、工业生产、道路交通中产生的二次扬尘土，风化后的沙土、岩石在空气动力系统的影响下，形成的细小颗粒等。此外，如花粉、鸟类排泄物等物质也是积灰的重要来源之一，其积灰按粒径的大小大致可分为粉尘和凝结固体烟雾两种，由物体的粉碎产生、分散到空气中的一种灰尘被称为粉尘，物质在燃烧、升华、蒸发和凝聚等过程中会形成凝结固体烟雾。在人为以及自然因素的影响下，人为的翻动、动物的活动以及城市中的土壤，由于空气流通、刮风等条件而形成了灰尘，并通过大气的沉降，在光伏组件表面附着。长期在室外暴露的光伏组件，当弥漫在空气中的灰尘颗粒在露水和降雨的作用，变得湿度很大而吸附性更强，会连同空气中的物质一并吸附过来，粘附在光伏组件表面从而形成较难以清洁的积灰。
　　2.影响积灰的因素。积灰在光伏组件表面附着受多种因素的影响，如空气湿度、风速风向、安装倾角、环境污染等。积灰在较高风速下形成时，会有着更高的透光率；风向朝向光伏组件表面时，就会加大积灰的厚度，方向相反的话，几乎不产生积灰沉积。积灰程度也与安装倾角有关，实验分析得，积灰在水平放置时积灰厚度最大，太阳光透射率最低，安装倾角越大，灰尘越不容易累积；空气湿度越大，越会加强积灰的沉积与附着，大气环境污染程度越高，积灰程度越高。
　　三、积灰对光伏系统的影响
　　1.积灰对透光率的影响。光伏组件一般由钢化玻璃、上层EVA胶膜、太阳能电池片、下层EVA胶膜和TPT背板、太阳光照射光伏组件这几部分构成，在到达太阳能电池片之前，需要穿透表层钢化玻璃和上层EVA胶膜，进而产生光电效应。表层钢化玻璃具有一定的抗风、抗冰冻强度，透光率一般超过91%，其作用是保护太阳能电池片，具有优异透光性能的EVA胶膜用来粘结钢化玻璃和太阳能电池片，透光率一般在90%以上。如果灰尘附着在光伏组件的表面，那么灰尘颗粒会散射和吸收入射的太阳光，导致太阳光照射到光伏组件面板上的有效面积变小，而且透光率也被降低，并改变一部分入射太阳光在钢化玻璃中的传播均匀性，从而降低了发电效率，减少了发电量。根据相关研究，沉积积灰的浓度影响着光伏组件的实际透光率，浓度越大，实际透光率越低，输出功率越低。
　　2.积灰对温度的影响。（1）光伏组件表面的积灰不但会遮挡入射光，而且使光伏组件的传热形式发生异常。光伏组件在长期使用中，表面容易落上鸟类排泄物、积灰等遮挡物，这些遮挡物就会在光伏组件上形成局部阴影，那么光伏组件中的太阳能电池单片，其电流与电压之积就会变大，导致未被遮挡部分得温度远远小于被遮挡部分的温度，局部温度过高烧坏组件，这种现象被称为“热斑效应”。假如在光伏组件的实际使用中，由于热斑效应，当超过了特定范围的温度，将会毁坏栅线，使得整个光伏组件报废，缩短其使用寿命以及其工作的效率。 （2）表面积灰，会使组件整体温度升高，灰尘作为导热系数较小的物质，附在光伏板表面阻挡光伏板的热量向外传递，使得光伏板自身的热量得不到释放，光伏板的温度越来越高，而光伏组件的最佳运行温度是25～40攝氏度，影响光伏发电的效率。
　　3.积灰对光伏组件的腐蚀。灰尘中，物质的成分是非常复杂的，既有酸性物质，又有碱性物质。二氧化硅和石灰石等材料构成晶硅光伏面板，光伏面板上的灰尘接触到空气中的水分，就极有可能与光伏面板上的材料发生化学反应，生成一些新的物质，有酸性有碱性，经过一段时间，在酸性或者碱性物质的作用下，光伏面板逐渐被腐蚀、损伤，表面变得凸凹不平，减弱光伏面板的光学性能，那么在面板表面就会发生光的漫反射，太阳光在光伏面板中传播的均匀性就会被破坏。此外，湿润灰尘也会腐蚀光伏面板的其它结构，发生腐蚀后易导致破损、安全性减弱等问题，可能因强风、地震等自然因素遭到破坏，缩短其使用寿命。
　　四、光伏组件清洗方式
　　1.光伏电站的规模大小、地形地貌、周围地理环境、以及光伏组件安装高度、倾角、等均有所不同，因此选择组件清洗方式时，需从光伏电站的制约条件、清洗费用、清洗周期、清洗效果等实际情况出发，综合进行分析。
　　2.有些光伏发电系统目前还仅依靠于降雨、风等自然作用，清除光伏面板的积灰。人工清洁的方法在一些小型光伏电站中采用，一般清洗方法是：用拖把、橡胶刮条或柔软的抹布清洗。该方法存在容易对玻璃面板产生划痕的缺点，使玻璃表面磨伤，一般需两人或者多人配合，效率低，优点在于不浪费水电资源，只有人工成本。
　　3.随着技术的发展，产生了半自动清洗方式和自动清洗方式，半自动清洗方式为：人工操作专用清洗车（清洗装置）对光伏组件进行清洁，半自动清洗方式既有有水清洁也有无水清洁，对水资源有着较低的依赖性，但对光伏组件阵列的高度、宽度、阵列和路面状况有着严格的要求，对一些大型光伏发电站比较适合，但是无法满足所有大型光伏电站的应用需求。自动清洗方式是在光伏组件阵列上安装清洗装置，通过计算机的程序控制，使得电机转动，实现装置自动对光伏组件的清洗。这种清洗方式设计复杂，成本高昂，很少正式用于大型光伏电站，随着科学技术的进步，是未来光伏电站组件清洗的发展趋势。
　　五、结语
　　分析了积尘对光伏发电的影响，提出了灰尘对光伏面板辐照度、温度以及腐蚀的影响。同时，不同地区的积尘影响也有所不同，根据本文研究分析，得出以下结论：（1）积尘对光伏系统发电效率有着很大的影响，使得发电功率损失严重；（2）积尘在不同环境中有时呈酸性，有时呈碱性，成分也比较复杂，对光伏面板的腐蚀也会降低太阳辐射透过率，使得光伏发电站的发电量减少；（3）积尘面板会使得太阳辐照的接收光照强度减弱，光伏发电量减少，发电的输出功率下降；（4）针对一些正在使用的光伏发电站，运营管理的一项重要指标就是光伏组件的清洗。目前很多单位都积极地投入到光伏组件清洗的研究工作中，使得光伏组件清洗技术不断发展。电站负责人要懂得怎样选择最合适的清洗方式，提出更加经济、更加合理、效率更高的组件清洗方式，尽可能地提高光伏发电站的效益；
　　参考文献：
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　　作者简介：焦锦绣（1987.05—）女，山西长治人。研究方向：光伏发电相关。