光伏面板的灰塵會顯著的降低其輸出功率。在沙漠、戈壁等干旱地區(qū)，風(fēng)沙大而雨水少，最理想的就是盡可能減少清潔光伏面板灰塵的頻次，那樣將耗費(fèi)人力及稀缺的水資源，因此，研究面板灰塵損失的長期變化是有意義的，可以確定灰塵損失是否逐漸減緩甚至保持穩(wěn)定。（即達(dá)到灰塵的最大覆蓋厚度）

背景

2012年，在卡塔爾的基地多哈，建立了一個35000m2的太陽能測試場，以確定適合當(dāng)?shù)貧夂虻奶柲芗夹g(shù)，并研究灰塵和熱的影響。該研究支持部署在該國的光伏電站，目前的計(jì)劃包括200兆瓦的光伏電站以及2022年世界杯足球賽的碳排放中和。特別值得關(guān)注的就是光伏面板的積塵導(dǎo)致的性能損失。本研究旨在了解在缺少清洗及少雨的情況下，灰塵污染的長期行為。

研究方法

在太陽能測試場，建立了四個光伏陣列，每個陣列包括八塊多晶硅太陽能電池板，連接到相同的并網(wǎng)逆變器，并在最大功率點(diǎn)條件下運(yùn)行。陣列之間唯一的區(qū)別是清洗的間隔：（一）一周（“高”），（二）兩個月（“中等”），（三）六個月（“低”），和（四）不清洗（“從不”），當(dāng)然，所有的陣列都會面臨下雨的情況，測試期為2年，從2013年2月開始。

每個陣列每天的直流發(fā)電量、電池背板溫度和陣列平面的輻照量的分鐘數(shù)據(jù)都被記錄下來，根據(jù)每天的直流發(fā)電量，陣列容量（千瓦），輻照度，來計(jì)算陣列的發(fā)電效率PR，并將結(jié)果調(diào)整到25?C的標(biāo)準(zhǔn)測試條件。

此外，每天的氣象數(shù)據(jù)和氣溶膠濃度也進(jìn)行了記錄

研究發(fā)現(xiàn)

每種陣列由于灰塵導(dǎo)致的功率損失顯示在圖1中，結(jié)果表示為陣列的PR相對于每周清洗的陣列的長期平均PR的關(guān)系，也就是說把每周清洗的陣列作為“100%”的基準(zhǔn)，從圖中可以看出：

灰塵損失逐漸顯示出來冬季比夏季高，曲線大約在1-2月份比較陡，6-7月相對平緩。

最大的功率損失出現(xiàn)在從不清洗的陣列上，在234天之后和每周清洗的陣列相比僅產(chǎn)生32.4%的直流發(fā)電量。

通過對比“中等”、“低”、“從不”三種陣列靠近2014年11月的曲線可以看出，據(jù)上一次清洗時(shí)間越長，污染率的增速趨于下降。

然而，在從不清洗的陣列上，甚至在234天之后，灰塵仍然持續(xù)累積，在2014年11月下雨時(shí)，曲線仍然在下降。

圖2中的示圖可以觀察的更加清楚，它表示的是自從上一次清洗或者下雨之后平均每天的灰塵損失和時(shí)間的對應(yīng)關(guān)系，可以看到，自上次清洗的一個月內(nèi)，太陽能板平均每天的因灰塵造成的功率損失大約是0.5%，大約在6個月之后，下降到每天0.2%。

?Figure 1. PV energy production decrease dueto soiling.

?Dust continued to accumulate at asubstantial rate even after 234 days without cleaning.

?Figure 2. PV soiling rate versus days sincelast cleaned

?The daily soiling rate after 6 months wasaround half that of when recently cleaned.

?Figure 3. Test stands at Solar Test Facilityin Qatar.

Four cleaningschedules were tested: weekly, every 2 months, every 6 months, and neve

結(jié)論/總結(jié)

結(jié)果表明，在沙漠等干旱環(huán)境中，即使很長一段時(shí)間之后，光伏面板上的灰塵仍然會明顯的持續(xù)累積。這說明即使有了相當(dāng)可觀的厚度，灰塵也會形成了一種趨于穩(wěn)態(tài)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，而不是像我們想象（或者希望）的那樣會變薄或者被風(fēng)吹掉。

在冬季每天的灰塵率比夏天大，據(jù)判斷是由于冬季的清晨在面板上有凝露產(chǎn)生，引起灰塵粘附在面板上，而不是由于冬季氣溶膠的濃度比夏季大。對于這方面的影響，還需要更多的研究。

來源：北京智陽科技有限公司

原文始發(fā)于微信公眾號（坎德拉學(xué)院）：光伏面板灰塵率長期變化的趨勢（長達(dá)2年的測試）