灰塵對光伏發(fā)電的影響

1 、溫度影響

目前光伏電站較多使用硅基太陽電池組件，該組件對溫度十分敏感，隨灰塵在組件表面的積累，增大了光伏組件的傳熱熱阻，成為光伏組件上的隔熱層, 影響其散熱。電池組件在長久陽光照射下，被遮蓋的部分升溫速度遠大于未被遮蓋部分， 致使溫度過高出現(xiàn)燒壞的暗斑。

被遮蔽的光伏電池會變成不發(fā)電的負載電阻， 消耗相連電池產(chǎn)生的電力， 即發(fā)熱，這就是熱斑效應(yīng)。此過程會加劇電池板老化，減少出力， 嚴重時會引起組件燒毀。

2、 遮擋影響

灰塵附著在電池板表面, 會對光線產(chǎn)生遮擋，吸收和反射等作用。

其中最主要是對光的遮擋作用，影響光伏電池板對光的吸收， 從而影響光伏發(fā)電效率。灰塵沉積在電池板組件受光面，首先會使電池板表面透光率下降；其次會使部分光線的入射角度發(fā)生改變, 造成光線在玻璃蓋板中不均勻傳播。

有研究顯示在相同條件下，清潔的電池板組件與積灰組件相比， 其輸出功率要高出至少5%，且積灰量越高，組件輸出性能下降越大。

3 、腐蝕影響

光伏面板表面大多為玻璃材質(zhì)，當(dāng)濕潤的酸性或堿性灰塵附在玻璃蓋板表面時， 玻璃表面就會慢慢被侵蝕, 從而在表面形成坑坑洼洼的現(xiàn)象，導(dǎo)致光線在蓋板表面形成漫反射，在玻璃中的傳播均勻性受到破壞， 光伏組件蓋板越粗糙，折射光的能量越小，實際到達光伏電池表面的能量減小，導(dǎo)致光伏電池發(fā)電量減小。

并且粗糙的、帶有粘合性殘留物的黏滯表面比更光滑的表面更容易積累灰塵。而且灰塵本身也會吸附灰塵，一旦有了初始灰塵存在， 就會導(dǎo)致更多的灰塵累積， 加速了光伏電池發(fā)電量的衰減。

關(guān)于清洗

1、人工清洗

人工清洗是最原始的組件清洗方式，完全依靠人力完成。這種清洗方式工作效率低、清洗周期長、人力成本高，存在人身安全隱患。

（1） 人工干洗組件

人工干洗是采用長柄絨拖布配合專用洗塵劑進行清洗，使用的油性靜電吸塵劑， 主要利用靜電吸附原理，具有吸附灰塵和沙粒的作用，能夠增強清洗工具吸塵去污能力，有效地避免在清掃時的灰塵沙粒飛揚。由于完全依靠人力，存在表面殘留物較多、組件由受力不均可能產(chǎn)生變形隱裂的問題。

壓縮空氣吹掃是通過專用裝置吹出壓縮空氣清除組件表面的灰塵， 用于水資源匱乏的地區(qū)。這種方式效率低，且存在灰塵高速摩擦組件的問題，目前很少有電站使用。

（2）人工水洗組件

人工水洗是以接在水車上 (或水管上) 的噴頭向光伏組件表面噴水沖刷， 從而達到清洗的目的， 壓力一般不超過0.4MPa，這種清洗方式優(yōu)于人工干洗，清洗效率高一些，但用水量較大。

但水壓過大會造成光伏組件電池片的隱裂，導(dǎo)致大面積短路會造成發(fā)電效率降低。另外， 水洗組件自然風(fēng)干后，在組件表面會形成水漬， 形成微型陰影遮擋，影響發(fā)電效率。冬季使用高壓水槍產(chǎn)生的冰層會嚴重弱化組件的光學(xué)效應(yīng)，北方地區(qū)尤為顯著。

2、半自動清洗設(shè)備

目前， 該類設(shè)備以工程車輛為載體改裝為主 (如下圖) ，設(shè)備功率大、效率比較高，清洗工作對組件壓力一致性好， 不會對組件產(chǎn)生不均衡的壓力， 造成組件隱裂。

清洗可采取清掃和水洗兩種模式，該方式對水資源的依賴性較低，但對光伏組件陣列的高度、寬度、陣列間路面狀況的要求較為苛刻。

半自動清洗設(shè)備

3、自動清洗

自動清洗方式是將清洗裝置安裝在光伏組件陣列上，通過程序控制電機的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)裝置對光伏組件的自動清洗。這種清洗方式成本高昂， 設(shè)計復(fù)雜。

國內(nèi)已有智能清掃機器人 (如下圖) ，其方式是電站每排光伏組件安裝一臺清掃機器人，自動定期清掃，無人值守。地勢平坦的光伏電站可以采用。

4、自動清洗機器人

與傳統(tǒng)清潔方式相比， 智能清掃機器人清洗有如下六大優(yōu)勢：

1) 自供電，并帶有儲能， 無需提供外部電源；

2) 智能控制、無人值守，節(jié)省人工費用；

3) 無水清潔、節(jié)能環(huán)保，節(jié)約用水；

4) 運行頻次自由設(shè)定，根據(jù)場區(qū)環(huán)境定期清潔；

5) 機器人清掃用力均勻， 不會造成電池片隱裂；

6) 機器人可以夜間工作。

另外, 在冬季北方，智能機器人還能除去組件上的積雪。

安裝不平整的組件邊框有可能卡住機器人， 使其無法正常歸位。應(yīng)用于規(guī)模巨大的光伏時，電站運維人員在現(xiàn)場難以找到故障機器人的位置。