雾霾、扬尘、飞灰对光伏发电的影响

作为行内人士，光伏人的最大梦想之一，就是利用太阳能清洁能源来拯救“雾霾中的国”。但是太阳能电池组件是依靠天发电，遇到不见天日的雾霾天气，太阳能电池也无力回天。

那么空气污染对光伏发电到底有多大的影响？说实话学界的研究少得可怜，高质量的研究就更少了。笔者就来给大家梳理一下，尽量把相关知识奉献给大家。

为什么光伏发电怕雾霾？

笔者认为雾指的是水汽，霾指的是空气中的灰尘形成的气溶胶颗粒（aerosol）。如果搞不清气溶胶颗粒这种东西对光伏发电影响有多大，只需要类比它对植物生长有多大影响就好理解了：在空气中的浑浊颗粒影响植物光照颗粒物沉淀到植物上面又影响了植物气孔对氧气和二氧化碳的交换，所以植物根本长不好。

所以气溶胶颗粒沉淀到光伏组件表面，光伏板被灰尘覆盖，光透不到电池硅片上，影响光照辐照度直接下降，光伏发电当更受影响了。

污染物沉积对组件的影响

污染物沉积这一部分的研究比较早。原因可能在于其研究方法相对简单，实验可控性也比较高。输送早前进入光伏的学者做了比较长系统的研究，比较了同样覆盖条件下土壤、石灰、灰尘沉积对发电性能的影响，其中灰尘（也就是空气污染的主要产物）的影响是最大的，当集灰密度达到3克每平方米时，发电量可以降低15%以上。这个结论，跟后来马来西亚一个科研机构更全面的研究出结论基本一致。原因大致在于，灰尘的颜色深，颗粒小，透光性差，薄薄一层的覆盖就透不了多少光了。

空气污染对辐照的影响

空气污染这部分的研究相当长时间来一直也是个空白。普林斯顿大学研究人员2017年发表的工作应该是这个领域顶级的工作了。这个研究组通过分析NASA的云和地球辐射能量系统结合光伏系统建模（PVLIB）得出结论：相比于非雾霾天，每一个雾霾天，辐照度可以减少1.5kWh/m2之多，相当于减少了35%的直射辐照度。分析了中国2003到2014年的数据，得出另一个惊人结论：华东和华北地区因为空气污染在12年间少发了20%-25%的电。

从以上研究结合了空气中的颗粒和沉积到组件上的颗粒的综合影响。悬浮在空中的污染物和沉积到组件上的污染物，对发电的影响会导致17%-25%的发电量下降。

所以，作为光伏用户，除了天气带来不确定性的影响外，也要勤维护，在组件表面灰尘多的时候，该清洗板子的时候好好清洗。必须相信，好的光伏系统工程，除去设备硬件质量外，科学维护也不可少，只有采用科学合理的运维方案，才能保证电站安全可靠性和实用性，及电站发挥大的持续发电量。

中山市节能协会肖应春

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