不起眼的灰尘 对光伏组件的伤害竟有这么大!

对于长时间运行的光伏发电系统，面板积尘对其影响不可小觑。面板表面的灰尘具有反射、散射和吸收太阳辐射的作用，可降低太阳的透过率，造成面板接收到的太阳辐射减少，输出功率也随之减小，其作用与灰尘累积厚度成正比。

　　此外，因为灰尘吸收太阳辐射可使光伏面板升温，并且灰尘中含有一些腐蚀性的化学成分，这也使其光电转换效率降低。

　　1积尘对光伏发电效率的影响

　　灰尘是颗粒物质，其来源分为自然来源和人为来源。包括：土、沙和岩石在风的作用下形成的细小颗粒和一些动植物的生物质;工业、建筑物和交通等产生的扬尘。

　　太阳能光伏发电系统运行过程中，会受到其所处环境灰尘的影响。光伏电池的光电转换效率与太阳辐射强度有关，灰尘积累在光伏面板表面，会使前盖玻璃透光率下降，透光率的下降会导致电池的输出性能下降，沉积浓度越大，透光率越低，面板吸收的辐射量越低，其输出性能下降越大。

　　在其他条件不变的情况下，安装面板时倾角越小，相同时间内灰尘累积越多，面板吸收太阳辐射越小。对于单个面板，输出功率的下降有限，但对于大型并网光伏系统，总输出功率下降幅度很大，因此导致年功率的损失也很大。

　　获取的结果表明，在少雨时期，由于面板表面的累积污垢，电池效率损失可达到15% 以上。面板表面污垢灰尘造成年平均发电效率可降低6%。一般来说，空气中灰尘污垢包括：灰尘、雨水、污染物，它们的存在会导致电池输出能量的减少。因为灰尘粒子对太阳光向前散射存在较大影响，导致这种集中式模块的电流损失通常情况下比非集中式的要高很多。

　　在沙特阿拉伯对光伏面板积灰的除尘效果进行了研究，选择固定倾角24.6°进行为期8个月的实验，结果表明，每天清洗的面板比从未清洗的面板输出功率增加了32%。

　　在印度Roorkee地区进行了45°角的积尘遮挡实验，结果显示，在灰尘遮蔽作用下光伏面板的平均透射率在10天后降低了8%。

　　以蚌埠2 MW光伏电站进行实验，结果显示，灰尘在光伏面板上20天使组件发电功率减少24%，平均每天降低1.2%。

　　在西安城区某分布式光伏电站中设计对比实验，实验表明在“降尘”天气影响下，城区灰尘对光伏系统输出功率降低影响很大，达到15%。

　　2积尘对光伏面板的影响

　　■ 辐照度

　　覆盖在光伏面板表面的灰尘阻挡了太阳辐射，导致照射到面板上的有效面积减少，玻璃的透射率降低，削弱了面板所接收的太阳辐射的强度，并且会引起太阳辐照不均匀，使发电量降低，减少了输出功率。灰尘的沉积浓度越大，面板的透光率越低，其吸收的太阳辐射也越低。

　　■ 散热

　　覆盖在光伏面板上的灰尘使通过玻璃板的透射率减小，对太阳辐射起阻碍作用，另外对光伏面板的传热形式也产生影响。灰尘附在面板表面阻挡热量向外传递，可能使面板自身热量得不到释放，令温度越来越高，影响光伏发电的效率。

　　现有的光伏电站大多使用硅基太阳电池，对温度感知十分灵敏，当面板表面积累一定厚度的灰尘时，将导致它的传热热阻增大，对面板有保温作用，使其散热功能受到影响。实验结果显示，每当电池温度上升1℃，其输出功率约下降0.5%。

　　■ 腐蚀

　　灰尘的成分比较复杂，有的是酸性物质，有的是碱性物质，而晶硅光伏面板的主要成分为二氧化硅和石灰石等，如果灰尘碰到空气中的水汽变湿润，就可与面板的组成物质产生酸性或碱性反应。

　　一段时间后，光伏面板表面在酸性或碱性环境的侵蚀下逐渐发生腐蚀、损伤，使表面变得坑坑洼洼，导致光伏面板的光学性能衰减，太阳辐射在面板表面发生漫反射，破坏太阳辐射在光伏面板中传播的均匀性。

　　此外，光伏面板的其他部位也会受到湿润灰尘的腐蚀，比如结合处、支架等部分，其材料多是各类金属，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而减少光伏面板服役的寿命。

　　3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。

　　■ 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。

　　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

　　■ 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