旱区光伏组件疏水性表面自清洁研究与参数优选

来源：农业工程学报杂志2022年第17期北京时间：

作者：张东,俞凯,闫承涛,刘畅,申永前,安周建,

摘要：表面积尘会严重影响光伏组件的发电效率，可涂覆疏水性涂层提高其自清洁能力来降低积尘量。该研究将灰尘颗粒视为规则球体，基于颗粒接触力学理论，建立光伏组件表面与灰尘颗粒的黏附力学模型，简化光伏组件自清洁时灰尘的受力模型。采用不同疏水性涂层来改变光伏组件表面参数，计算得到光伏组件的自清洁性能与灰尘粒径、表面性能间的关系。研究结果表明：1）光伏组件表面自清洁性能与表面材料弹性模量和摩擦系数相关。2）清洁200 μm粒径以下的灰尘，光伏组件的表面弹性模量对自清洁性能起主要作用；清洁200 μm粒径以上的灰尘，表面摩擦系数起主要作用。3）涂覆不同的疏水性涂层，光伏组件可自清洁不同粒径范围的灰尘。4）以中国西北地区为例，灰尘粒径分布为250～500 μm，可选择涂覆弹性模量在0～2 700 MPa内，摩擦系数为0.1的疏水性涂层以提高光伏组件的自清洁能力。研究结果可为旱区光伏电站制备及涂覆疏水性涂层除尘提供理论依据。

关键词：太阳能电池, 灰尘, 疏水性, 涂层, 自清洁, 参数优选