科普：小创意、大作用！组件表面积灰如何处理？

近年来，随着社会的快速发展，能源短缺与环境恶化问题日益突出。光伏发电作为一种重要的清洁可再生能源，获得了迅猛发展。

工商业分布式光伏发电项目中，彩钢瓦屋面占比很高，其主要采用平铺的安装方式（倾角一般为0~5度），组件表面极易产生积灰，积灰所产生的遮光效应以及温度效应，对光伏电池板的输出特性具有非常明显影响。

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国内外学者围绕该问题，已经开展了相关研究工作并取得了初步研究结论：

孙欢伟^[1]在大连进行的研究发现，自然积灰 2 天后与 10 天后光伏发电效率分别降低约为 1.5%与 6.4%；

官燕玲等^[2]在西安搭建了实验平台，研究结果表明 8 天的自然积灰使光伏组件的透光率减小约 20%；

李练兵等^[3]在天津进行的研究发现，当积灰密度由 1 g/m²增至 4 g/m² 时，光伏电池板输出功率的降低幅度由 8%增至 12.5%；

高德东等^[4]在青海省格尔木地区的研究结果表明，当电池板积灰密度为由 2 g/m²增至 8 g/m² 时，光伏电池板输出功率的降低幅度由 5%增至 25%。

积  灰

影响及危害

积灰的主要原因是组件边框高于玻璃表面，积尘在组件表面因重力及小量流水原因会下滑，下方边框较高，阻挡了灰尘继续下滑，因此会集中堆积在组件下边框附近，在环境湿度较大或产生降水但降水不足以将灰尘冲下时，灰尘受潮会牢固黏贴在玻璃表面，形成顽固性积尘。

直接影响：产生泥带

雨雪露霜、清洁水、灰尘易在有边框组件的下沿处汇集水分蒸发后，形成明显的泥带。

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危害1：降低组件发电量

泥带的产生减少了该区域电池片接收的辐射量，从而导致该区域电池片输出功率大幅下降，由于光伏组件内部电池片是通过串并联方式连接的，进一步导致整块组件的发电量受到较大影响。

危害2：形成热斑

组件下沿泥带区的电池片接收的辐射量小于其他非泥带区，其产生的结果与局部阴影遮挡一致，即该区域产生的电流明显小于其他非泥带区域并最终导致热斑的形成。

危害3：产生彩虹带

积灰遮挡了部分阳光，遮挡区域的电池片电阻升高，产生相对高温。同时组件表面玻璃采用减反射镀膜处理工艺，用来减少光的反射和散射。由于减反射镀膜玻璃是一种钠钙玻璃，这种玻璃处于高温、高湿环境下会形成硅酸凝胶和氢氧化钠，硅酸凝胶附着在玻璃表面影响透光性，氢氧化钠长时间滞留于膜层内部会腐蚀、破坏二氧化硅反射膜，膜层反射层被破坏后透光率和防反射作用进一步下降，因此表面会出现彩虹纹。

小创意 大作用

导水排尘器

导水排尘器安装在组件下沿边框处，通过高分子材料的亲水性基团，破坏积水区表面的水面张力，将下沿边框处的水和尘在积聚（水）的过程中及时地引导其翻越边框而流出，从源头上（形成阶段）解决了组件下沿边框处的积水积尘问题。

发电量提升：

浙江省湖州市安吉县灵峰街道某项目2020年11月17日开始安装导水排尘器，电池板安装倾角5度，分别选取相同容量、相同方位的区域，进行对比分析。经过2020年11月17日~2021 年3月31日的实测发电量数据对比分析，发现安装过导水排尘器与未安装的相比，在发电量方面可以提升6.4%。考虑到11月~次年3月降雨量较少，积灰较多，实际全年发电量提升可能要小于6.4%。

上下滑动查看参考文献

［1］ 孙欢伟. 积灰对光伏系统发电效率影响及改善[D]. 大 连: 大连理工大学, 2015: 35-36. SUN Huanwei. Influence of dust on the generating efficiency of photovoltaic system and improvement measures[D]. Dalian: Dalian University of Technology, 2015: 35-36.

［2］ 官燕玲, 张豪, 闫旭洲, 等. 灰尘覆盖对光伏组件性能 影响的原位实验研究[J]. 太阳能学报, 2016, 37(8): 1944-1950.GUAN Yanling, ZHANG Hao, YAN Xuzhou, et al. Study of influence of dust cover on performance of PV module[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2016, 37(8): 1944-1950.

［3］ 李练兵, 王增喜, 刘斌, 等. 太阳电池积灰对其发电性 能影响的研究[J]. 太阳能学报, 2016, 37(6): 1418-1422.LI Lianbing, WANG Zengxi, LIU Bin, et al. Influence study of dust on power generation performance of PV module[J]. Acta Energiae Solaris Sinica, 2016, 37(6): 1418-1422.

［4］ 高德东, 孟广双, 王珊, 等. 荒漠地区电池板表面灰尘 特性分析[J]. 可再生能源, 2015, 33(11): 1597-1602. GAO Dedong, MENG Guangshuang, WANG Shan, et al. Characteristics of dust particle on solar panel surface in desert area[J]. Renewable Energy Resources, 2015, 33(11): 1597-1602.

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