粉尘如何影响光伏（PV）性能比

光伏（PV）是21世纪的增长最快的可再生能源来源：全球安装的光伏能力增加是近似指数的，累计装机容量超过2019年底超过623 GW。¹

正在进行的研发努力继续实现光伏电池成本的减少，以及效率的增量改善。因此，光伏安装提供了产生可再生能源的越来越有吸引力的方法。

对于光伏投资者和运营商相似，能够准确衡量PV工厂的性能至关重要。光伏安装的性能比（PR）是全球接受的参数，可以直接比较网格连接的光伏系统。

PR被定义为PV系统的最终发电量与Y之间的比值_F，到该系统的“参考产量”，Y_r ：

本质上讲，这意味着PR表达了实际上可用于网格的能量，作为在“理想”条件下可以生产的能量的比例。PR的典型值在20世纪80年代后期的50-75％稳步增加，目前许多光伏工厂表现出> 80％的PR。^2,3

虽然有许多用于评估PV性能的参数（例如容量利用率因数（CUF），最终产量和性能指数（PI）），绩效比率与安装尺寸和所接收的呈现量无关。

这意味着公共关系可以用来比较不同地区的光伏安装情况。因此，PR是光伏电站性能研究的关键参数。

监控性能比率的重要性

除了提供一种比较光伏系统的有效手段外，PR在持续的系统监控中发挥着至关重要的作用。由于电站的性能比反映了其与理想性能的偏差，因此监测PR可以使光伏电站的操作人员和人员快速评估整个系统的性能。^4.PR的持续监控能够快速整改问题和改善未来性能。

PR受到许多因素的影响，包括面板退化、温度影响、面板污染、工厂内部电力使用和内部配电网效率低下。

其中一些因素是很难控制的:例如，任何运行中的光伏电池都必然会发生面板退化。大多数影响性能比的因素都是系统设计的产物:实施有效的温度控制措施，尽量减少内部配电网的损耗(如直流/交流转换变压器损耗)，都有助于最大化PR。

然而，有一个重要因素在日常基础上影响PR，这可以相对容易地纠正：灰尘。^5.

土壤对光伏性能比的影响

弄脏 - 也就是说，PV板表面上的灰尘，污垢，烟灰，盐，鸟粪和/或植物产品的积累 - 可以对光伏系统的性能比具有严重影响。通过阻碍太阳辐射的一小部分，积累的污垢是世界各地光伏性能损失的主要原因。

在西班牙马拉加，面板污染造成的平均日产量损失约为4.4%，在特别干旱的时期增加到20%以上在加州，污染损失占每年生产损失的7%。^7.

在智利的阿塔卡马沙漠，由于灰尘堆积和极端温度，性能比每月下降4.8%至6.2%。^8.在阿拉伯沙漠，在刮风的日子里，与污染相关的能量输出损失可达到惊人的60%。^9.

由于灰尘和沙子由于灰尘和沙子而污染，具有高水平的太阳辐照度，否则将为光伏设施制造理想的地点 - 足以让投资者在沙漠气候中的光伏系统之前三思而行。

附近城市或高速公路的空气污染是影响污染率的另一个主要因素。然而，污染是几乎所有PV系统的问题，因为甚至低污点的污染率可能导致随着时间的推移显着积累。^10.

污垢对光伏性能比的影响意味着面板清洗势在必行。然而，这并非易事:即使是中等规模的光伏电站，清洗每个电池板的成本也可能是巨大的，特别是在淡化水供应不足的地方。

多久清洗一次电池板是一个很重要的问题，因为光伏电站运营商不得不在增加的性能损失和电池板清洗成本之间进行权衡。

最有效的光伏板清洗方法

解决土壤污染问题的关键问题之一是，与温度和电池降解不同，光伏土壤污染是高度不可预测的。

许多光伏电站选择定期清洗，清洗频率基于历史数据——然而，这种方法远非理想。^11.虽然历史性能数据通常可以产生“足够的速度”解决方法，以解决清洁面板的问题，但这未能考虑到污染的长期和短期变化。

一些研究是针对在不同的环境因素下预测土壤污损率，尽管这种预测模型也不能对影响土壤污损率的长期变化或孤立的天气事件作出反应。^{12 - 14}

有效解决污染的唯一方法是准确监测现场的污染水平。积极监测PV的污垢是确保清洁按照实际的污垢水平进行的唯一方法，从而使清洁计划优化经济。

DustIQ是一个污垢监测系统，提供准确和持续监测的污垢在光伏电站。其他污染测量系统的工作原理是比较污染电池和清洁基准电池的信号，而DustIQ直接测量污染，而不需要维护或清洁。

DustiQ采用Kipp＆Zonen的创新光学污染测量（OSM）技术，提供准确测量，无需移动部件，无需阳光以进行测量。

DustIQ提供了在黑暗中污垢的实时信息，使光伏电站运营商能够根据实际污垢率安排面板的清洗。DustIQ传感器甚至可以集成到整个大型光伏安装中，以测量特定位置的污染率。只在需要的时候和地点清洗面板，可以最大限度地提高性能比，同时避免不必要的清洗开支。

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参考和进一步阅读

1. 光伏应用程序趋势2020.IEA-PVPS HTTPS://iea-pvps.org/trends_reports/trends-in-pv-applications-2020/。
2. 会议记录:第28届欧洲光伏太阳能大会与展览 :巴黎北维勒品特公园，法国巴黎 :大会，2013年9月30日- 10月04日，展览，2013年10月01日- 10月03日。Proceedings - EU PVSEC 2013，第28届欧洲光伏太阳能大会暨展览会，巴黎北维勒品特公园，巴黎，法国，大会，2013年9月30日- 10月4日，展览1- 3日 :全球光伏太阳能行业最具启发性的平台 ;2013年9月30日至10月4日在法国巴黎举行的国际会议论文集(WIP, 2013)。
3. 范萨克，W.等。PV绩效比率发展综述。（2012）。DOI：10.13140 / 2.1.2138.7204。
4. 14. Paudyal, B. R.， Imenes, A. G. & Saetre, T. O. Review of Guidelines for PV Systems Performance and降解监控|第35届欧洲光伏太阳能会议和展览。
5. 什么构成了太阳能的最大环境危害？灰尘！- Kipp＆Zonen。https://www.kippzonen.com/news/854/what-pose-the-greatest-environmental-hazard-for-solar-energy-dust#.yij-f-hkiuk。
6. 等。土壤和阳光照射对智利圣地亚哥光伏技术性能比的影响。能源科学与管理114,338-347(2016)。
7. Solar 2000会议论文集:包括ASES年会论文集、第25届全国被动式太阳能会议论文集 ;麦迪逊，威斯康辛州，2000年6月16 - 21日。PVUSA 417-422的土壤分析(美国太阳能学会，2000)。
8. 等。智利阿塔卡马沙漠海岸带的光伏性能和LCoE比较。(2015)。
9. 用DustIQ征服阿拉伯沙漠中的沙子。https://indd.adobe.com/view/a2ac3c61-f59d-43c1-8e68-cd26120e9bd0?aliId=eyJpIjoiVnJKS0dSXC9mcGVnT3F2REIiLCJ0IjoiNEFiVzBkNWNTT1B5XC9uSU9JQX。
10. Sayyah，A.，Horenstein，M. N.＆Mazumder，M.K.粉尘沉积在光伏板上引起的能量屈服损失。（2014）DOI：10.1016 / J.Solener.2014.05.030。
11. 可持续性| Free全文|荒漠气候中光伏组件清洗频率对功率损耗的影响https://www.mdpi.com/2071-1050/12/22/9750。
12. 刘志强，刘志强，刘志强，等。基于地理信息系统(GIS)的干旱地区玻璃材料土壤侵蚀模拟研究[J]。亚博网站下载能源进程48,715-720(2014)。
13. 张志强，王志强，王志强，等。基于代理数据的太阳能系统沙尘风险图时空分析。可再生能源44,23-31(2012)。
14. Mavromatakis，F.等人。建模位点的光伏电位。可再生能源35,1387-1390（2010）。