大气灰尘的来源和组成因所处的地理位置、气候条件、季节和人类活动等不同而差异较大, 如沙漠地区的大气灰尘主要来源于沙土、红土和沙粒, 而城镇环境中的大气灰尘则含有大量的来自于建筑材料的石灰石、汽车尾气排出的碳化物以及织物纤维, 人类活动对颗粒物的贡献巨大, 空气流动是颗粒物扩散和迁徙的动力, 也是光伏组件灰尘效应发生的重要动力学因素。

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灰尘的种类

灰尘按粒径的大小大致可分为两种:粉尘, 粉尘是由于物体粉碎而产生和分散到空气中的一种灰尘;凝结固体和烟雾, 凝结固体烟雾是物质在燃烧、升华、蒸发和凝聚等过程中形成的。其粒径一般在0.1~1μm。

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灰尘的特性

物理特性：包括粒径、颜色、密度、吸水性、导热性、分散度、粘附性等, 其中, 粒径、导热性、吸水性、粘附性、摩擦性等都是与光伏发电紧密联系的物理性质。灰尘是固体杂质, 形状多不规则, 大多是有棱角并带有灰、褐、黑等颜色, 且具有吸水性。以微米量级为主, 外形与理论上常采用的球形近似差异大。

灰尘颗粒可能是沙粒、矿物颗粒、土壤颗粒、金属微粒、无机盐颗粒、水泥颗粒、植物纤维等, 也可能是动物毛发、鸟类粪便、其他动物排泄物等。其中人类活动引入的物种所占比例较高。

化学特性:灰尘的成分比较复杂, 就其化学成分而言, 大气灰尘主要是氧化物, 如SiO2、Al2O3、Fe2O3 、Na2O、CaO、MgO、TiO2、K2O等, 其中SiO2、Al2O3, 含量最高, 分别为68%~76%和10%~15%。

它有时会提供导致降解的酸根和金属离子。有些灰尘本身就带有酸性或碱性, 例如硫酸烟雾、光化学烟雾就具有酸性, 金属氧化物等微粒具有碱性。

另外灰尘中的飘尘由于粒径小, 表面积大, 因此它们的吸附能力很强, 可以将空气中的有害物质吸附在它们表面, 而呈酸性或碱性。灰尘中往往含有黏土等物质, 会吸收空气中水分, 使其发生水解反应, 分解出胶粘状的氢氧化铝。

生物特性:由于霉菌的孢子体积小, 重量, 随着空气到处飘移, 因而不可避免地附着在灰尘上, 所以灰尘是微生物的理想培养基、繁殖地和传播者。微生物在生长过程会分泌出内含有酶和有机酸的霉斑。

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灰尘对光伏发电的影响

温度影响

目前光伏电站较多使用硅基太阳电池组件, 该组件对温度十分敏感, 随灰尘在组件表面的积累, 增大了光伏组件的传热热阻, 成为光伏组件上的隔热层, 影响其散热。

研究表明太阳能电池温度上升1℃, 输出功率约下降0.5%。且电池组件在长久阳光照射下, 被遮盖的部分升温速度远大于未被遮盖部分, 致使温度过高出现烧坏的暗斑。

正常照度情况下, 被遮盖部分电池板会由发电单元变为耗电单元, 被遮蔽的光伏电池会变成不发电的负载电阻, 消耗相连电池产生的电力, 即发热, 这就是热斑效应。此过程会加剧电池板老化, 减少出力, 严重时会引起组件烧毁。

遮挡影响

灰尘附着在电池板表面, 会对光线产生遮挡, 吸收和反射等作用, 其中最主要是对光的遮挡作用。灰尘颗粒对光的反射吸收和遮挡作用, 影响光伏电池板对光的吸收, 从而影响光伏发电效率。

居发礼的研究指出灰尘沉积在电池板组件受光面, 首先会使电池板表面透光率下降;其次会使部分光线的入射角度发生改变, 造成光线在玻璃盖板中不均匀传播。

有研究显示在相同条件下, 清洁的电池板组件与积灰组件相比, 其输出功率要高出至少5%, 且积灰量越高, 组件输出性能下降越大。

腐蚀影响

光伏面板表面大多为玻璃材质, 玻璃的主要成分是二氧化硅和石灰石等, 当湿润的酸性或碱性灰尘附在玻璃盖板表面时, 玻璃盖板成分物质都能与酸或碱反应。

随着玻璃在酸性或碱性环境里的时间增长, 玻璃表面就会慢慢被侵蚀, 从而在表面形成坑坑洼洼的现象, 导致光线在盖板表面形成漫反射, 在玻璃中的传播均匀性受到破坏, 光伏组件盖板越粗糙, 折射光的能量越小, 实际到达光伏电池表面的能量减小, 导致光伏电池发电量减小。

并且粗糙的、带有粘合性残留物的黏滞表面比更光滑的表面更容易积累灰尘。而且灰尘本身也会吸附灰尘, 一旦有了初始灰尘存在, 就会导致更多的灰尘累积, 加速了光伏电池发电量的衰减。

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