積灰和光照強度對光伏組件輸出功率的影響

楊亞林，朱德蘭※，李 丹，葛茂生，陳囡囡

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積灰和光照強度對光伏組件輸出功率的影響

楊亞林1,2，朱德蘭1,2※，李 丹1,2，葛茂生1,2，陳囡囡1,2

（1. 西北農林科技大學旱區農業水土工程教育部重點實驗室，楊凌 712100；2. 西北農林科技大學水利與建筑工程學院，楊凌 712100）

針對農業光伏設備積灰嚴重導致發電量降低的問題，該文采用人工布灰的室內試驗方式，利用太陽能全自動模擬跟蹤裝置，研究灰塵粒徑、積灰密度和光照強度對光伏組件輸出功率的影響規律，建立了輸出功率減小率預測模型，并在室外自然光照下進行模型驗證。結果表明：光伏組件輸出功率減少率隨積灰密度的增大而增大，但增長速度逐漸變緩；當積灰密度相同時，光伏組件輸出功率減小率隨灰塵粒徑的增大而減小，當光照強度為18 300 lux、積灰密度為10 g/m2時，0～38、38～75、75～110和110～150m粒徑組對應輸出功率減小率分別為15.96%、12.51%、8.16%和5.39%。雙因素方差分析結果表明，灰塵粒徑、積灰密度及兩者交互作用對輸出功率減小率影響顯著，光照強度對輸出功率減小率影響不顯著。通過理論分析，提出了基于遮擋效果相同的不同顆粒級配灰塵的等效粒徑的概念和計算公式，進一步利用多項式擬合，建立了光伏組件輸出功率減小率隨積灰密度和等效粒徑變化的計算模型（2=0.986）。利用太陽能水肥一體化裝置對計算模型進行驗證，誤差絕對值均小于1.5%，表明模型具有很好的實際應用價值。該模型可為光伏農業設備中供電系統的優化配置提供設計依據。

光伏；太陽能；發電；積灰密度；灰塵粒徑；光照強度；輸出功率

0 引 言

太陽能作為清潔的可持續能源，已廣泛應用于工農業生產，如日光溫室[1-2]、光伏水泵[3-4]、太陽能割草機、光伏灌溉[5-7]、太陽能施肥機等。由于農田存在土壤裸露、周圍無建筑遮擋等特點，所以當光伏設備進行大田作業時，表面積灰問題比普通光伏發電系統更為嚴重[8-9]，尤其是干旱半干旱地區積灰更為嚴重[10]。積灰會遮擋光伏組件，降低透光率，從而降低光伏系統發電量[11-13]。因此，開展灰塵沉積對光伏發電影響的研究，對于提高農田光伏設備發電量，保證系統穩定運行具有重要的理論和實踐價值。

國內外有關沙塵對光伏電站發電量影響的理論建模和試驗研究較多[14-15]，許多研究將光伏組件放置在室外一段時間后，測試光伏組件上積灰量對輸出功率和透光率等電池性能的影響[16-17]。如Klugmann[18]在波蘭以自然沉積的灰塵樣本為研究對象，發現光伏發電效率降低與粉塵沉積密度呈線性正相關關系，每毫米自然粉塵厚度可造成發電效率降低25.5%。在此基礎上，Hai Jiang等[19]在實驗室利用太陽能模擬器，得出效率的降低與灰塵沉積密度近似呈線性關系，灰塵沉積密度從0增加到22 g/m2，相應光伏組件輸出效率降低值從0升至26%，在較低積灰密度區或較強的太陽光照下，發電效率降低的更快。Hegazy[20]在埃及進行為期一個月的灰塵自然沉積試驗，發現灰塵沉積與板放置傾角（0°～90°）密切相關，與暴露時間及現場氣候條件關系較小，得到灰塵沉積和透光率降低的非線性擬合式。張風等[21-22]在Hegazy研究公式[20]的基礎上，通過仿真得到不同灰塵濃度下光伏組件的功率-電壓（-）曲線，并通過室外試驗驗證了仿真結果的正確性。居發禮[23]研究分析了氣象條件、灰塵性質、光伏組件安裝傾角、積灰狀態等影響因素對光伏發電的影響，提出了降塵量模型和降雨沖刷模型，并得出了積灰量與光伏積灰系數的對數擬合關系式（2=0.823）。高德東等[24]利用激光粒度儀測定格爾木荒漠地區灰塵顆粒級配，發現灰塵粒徑為0.252～141.589m，粒徑小于100m的顆粒所占比例很大，試驗指出光伏相對發電效率與積灰量近似呈指數關系，在此研究基礎上，江平等[25]結合粘附理論建立彈簧阻尼模型，發現灰塵顆粒與電池板間粘附接觸力隨灰塵顆粒粒徑的增大而增大，取值范圍為10-9～10-6N，可為開發光伏組件自清洗裝置提供 理論依據。樸在林等[26]通過室外試驗發現積灰密度的增加導致組件輸出功率降低，在相同積灰密度條件下，隨著光照強度的增加，光伏電池的透光率會有一定程度的增加。

以上研究建立了灰塵沉積密度對光伏發電性能（效率、輸出功率、透光率等）影響的定量模型，但量化結果差異很大，無法直接應用[27]，這是因為粉塵類型和粒徑對光伏組件發電性能均有影響[28-30]，而已有研究在建立積灰對光伏發電性能影響預測模型時，均未考慮灰塵粒徑和顆粒級配的差異，所以造成各研究所建模型在同一積灰密度下的光伏發電性能也有很大差異。此外，光伏農業設備作業環境的灰塵濃度遠遠大于普通光伏系統，對光伏農業設備進行光伏系統設計時，若無精確的灰塵對光伏發電性能影響預測模型，必定會影響光伏供電系統可靠性，故工農業生產亟需建立定量普適的預測模型。

本研究將室內試驗和理論分析相結合，分析出灰塵對光伏組件輸出功率減小率的顯著影響因素，提出了基于遮擋效果相同的等效粒徑的概念和計算公式，并建立適用于不同顆粒級配條件下，灰塵對光伏發電功率影響的計算模型，旨在為光蓄系統的優化配置提供設計依據，促進太陽能在工農業領域的應用與發展。

1 材料與方法

1.1 試驗裝置

試驗在西北農林科技大學水利與建筑工程學院新能源實驗室進行，圖1為太陽能全自動模擬跟蹤裝置，圖中模擬早晨（10 500 lux）、中午（18 300 lux）、傍晚（6 500 lux）3個光源的光照強度固定，通過光源開關控制，可任意組成7種光照強度。光伏陣列由4塊同規格的光伏組件組成，參數型號見表1，并固定于雙軸跟蹤云臺裝置，自動跟蹤傳感器安裝在光伏陣列中央位置，傳感器內壁沿周向等角度固定4個相同的光敏電阻器件，形成4象限方位傳感探頭，由于光敏傳感器阻值隨著光照強度的增強相應減小，對應其輸出的電氣信號降低，所以當1個光敏傳感器被照射，而正對的另一個光敏傳感器處在陰影中，這樣光敏傳感器將會產生一個電壓差信號，將光信號的差異轉換成電信號并傳遞給處理器，處理器通過邏輯運算驅動垂直或水平電機的轉動來降低光線信號的差異，直至2個方位接受的光照強度達到平衡，通過4個方位上的光敏傳感器，實時采集方位傳感器傳遞的電壓信號，實現各方位光線信號的平衡，使光伏組件自動轉至垂直光源位置，提高光伏發電利用率，并將輸出功率及對應的電流、電壓等指標實時顯示在監測顯示屏上。

圖1右側是試驗操作臺，在本試驗中，用電源插頭線將標號A的光伏組件和電流表及電阻箱串聯，再將電壓表和電阻箱并聯，通過改變電阻箱阻值，得到光伏組件輸出功率隨電流變化規律（-圖）。此外，系統可通過光照度和溫濕度傳感器，自動監測光照強度、環境溫度和環境濕度，并實時顯示在監測顯示屏上。

1. 早晨模擬光源 2. 中午模擬光源 3. 傍晚模擬光源 4. 光伏組件（標號A） 5. 光照度傳感器 6. 自動跟蹤傳感器 7. 溫濕度傳感器 8. 雙軸跟蹤云臺 9. 電線 10. 支架 11. 自動跟蹤系統開關 12. 早晨模擬光源開關 13. 中午模擬光源開關 14. 傍晚模擬光源開關

表1 WCJ-10M型光伏組件主要參數

1.2 試樣制備

為確定光伏組件表面灰塵粒徑占比，試驗前采集室外45°傾角光伏組件上自然積灰20 d的灰塵，用標準振篩機將其篩分為5組，并用精度為0.000 1 g的電子秤對各組粒徑灰塵稱質量，表2是自然積灰的粒徑分布及所占質量百分比，其中0～38m粒徑范圍的灰塵所占比例最大，為34.56%；38～75、75～110和110～150m的灰塵所占質量百分比分別為24.9%、26.34%和13.33%，這4組粒徑的灰塵總占比為99.13%，而粒徑大于150m灰塵所占比例很小，為0.87%，故本次室內試驗選用建筑細沙來模擬自然積灰[31]，粒徑劃分為4個級別：0～38、38～75、75～110、110～150m，試樣用標準振篩機制備。

1.3 試驗設計

試驗以標號A的光伏組件為測試對象，控制環境溫度(23.6±3) ℃，環境濕度(48.95±5)%[32]。將試驗分為2個階段：第一階段測試在光照強度18 300 lux下，0～38、38～75、75～110、110～150m灰塵粒徑范圍內光伏組件峰值功率隨積灰密度的變化；第二階段測試0～38m灰塵粒徑范圍內，18 300、10 500、6 500 lux光照強度下光伏組件峰值功率隨積灰密度的變化，其中，積灰密度范圍為0～50 g/m2，根據顯示屏上輸出功率值微調此工況的積灰密度值，以保證盡可能等質量間距隨機取點，測點數量在14個以上。

表2 自然積灰的粒徑分布及占比

1.4 測試指標及方法

積灰密度：利用標準檢驗篩將篩分好的各粒徑范圍細沙灰塵從較高處篩動，使其自然飄落至光伏組件上，測出對應積灰密度下的光伏組件峰值功率后，用精度為0.01 g的電子秤對光伏組件上的積灰稱質量，灰塵質量與積灰面積之比即為積灰密度（單位：g/m2）[26,33]。

光照強度：通過光源控制開關，將光照強度調至早晨模擬光源、中午模擬光源和傍晚模擬光源模式，光照強度數值通過光照度傳感器顯示在監測顯示屏上。

峰值功率：因本試驗裝置無MPPT（maximum power point tracking）控制器，無法實時使系統以峰值功率輸 出[31,34]，為克服這一不足，采用如下方法獲得各工況下 的峰值功率：待光伏組件布好灰塵后，調節變阻箱電 阻，測出不同電阻值對應的電壓和電流，采用逐點作 圖方法得到此工況下輸出功率隨電流變化規律（-圖），-圖中最大值點即為此工況下光伏組件的峰值功率[35]。

為直觀分析不同粒徑和光照強度條件下，積灰密度對光伏組件輸出功率的影響，引入輸出功率減小率，計算公式如下：

式中為光伏組件輸出功率減小率，%；max為清潔光伏組件對應峰值功率，W；out為積灰狀態下光伏組件峰值功率，W。

2 結果與分析

2.1 光伏組件輸出功率減小率影響因素顯著性分析

一定光照強度（18 300 lux）下，灰塵粒徑和積灰密度對光伏組件輸出功率減小率影響的試驗結果見表3，由于篇幅限制，每種工況下僅列出15組數據，為了直觀展示數據間規律，圖2給出了光照強度一定時，光伏組件輸出功率減小率與積灰密度及灰塵粒徑的關系。從圖2可看出，灰塵粒徑一定時，光伏組件輸出功率減小率隨積灰密度的增大而增大，但曲線增速逐漸減緩，這是因為隨著積灰量增多，灰塵顆粒多層疊加，對光伏組件透光率的減小速率逐漸降低，輸出功率減小率增大的速率逐漸減緩；另外，對同一積灰密度，粒徑越小輸出功率減小率越大，當積灰密度為10 g/m2時，0～38、38～75、75～110、110～150m粒徑范圍灰塵對應輸出功率減小率分別為15.96%、12.51%、8.16%和5.39%。

表3 不同灰塵粒徑和積灰密度下輸出功率減少率（光照強度18 300 lux）

注：為積灰密度，g·m-2；max為清潔光伏組件對應峰值功率，W；out為積灰狀態下光伏組件峰值功率，W；為光伏組件輸出功率減小率，%；0～38、38～75、75～110、110～150為粒徑范圍，m。下同。

Note:is the dust density, g·m-2;maxis the maximum output power of the clean photovoltaic module, W;outis the maximum output power of the photovoltaic module in the state of dust accumulation, W;is the output power reduction rate of the photovoltaic module, %; 0～38, 38～75, 75～110 and 110～150 represent particle size range,m. The same bellow.

圖2 不同灰塵粒徑下輸出功率減小率隨積灰密度的變化（光照強度18 300 lux）

為探尋灰塵粒徑和積灰密度對光伏組件輸出功率減小率影響的顯著性，對圖2中試驗數據進行雙因素方差分析，將積灰密度0～50 g/m2以10 g/m2為間隔分為5組，即為4′5不等重復雙因素方差分析，利用Levene檢驗法進行方差齊性檢驗的概率值為0.33，明顯大于顯著性水平，滿足方差分析的前提條件。雙因素方差分析結果見表4，由表4可知，模型的統計量為52.737，概率水平小于0.01，表明模型非常顯著，決定系數為0.935，說明輸出功率減小率能被積灰密度、灰塵粒徑及兩者交互效應解釋的部分占93.5%，且“灰塵粒徑”、“積灰密度”以及兩者交互作用“灰塵粒徑×積灰密度”對輸出功率減小率均有極顯著影響（<0.01）。

一定灰塵粒徑（0～38m）時，光照強度和積灰密度對光伏組件輸出功率減小率影響的試驗結果見表5和圖3。由圖3可知，光照強度為18 300 lux時，當積灰密度由1.44 g/m2增加到48.67 g/m2時，輸出功率減小率由2.92%增大到55.89%。當積灰密度為10 g/m2時，光照強度為18 300、10 500和6 500 lux時，對應的輸出功率減小率分別為55.89%、53.09%和52.17%，在積灰密度相同時，盡管光照強度增加，但輸出功率減小率增大不明顯，這與樸在林等[26]的研究結論一致。

表4 灰塵粒徑和積灰密度對輸出功率減小率影響的方差分析（灰塵粒徑0～38 μm）

表5 不同光照強度和積灰密度下輸出功率減少率（灰塵粒徑0～38 μm）

注：18 300、10 500、6 500表示光照強度，lux。

Note: 18 300, 10 500, and 6 500 represent light intensity, lux.

為分析光照強度和積灰密度對光伏組件輸出功率減小率影響的顯著性，將圖3中積灰密度0～50 g/m2以10 g/m2為間隔分為5組，即為3′5不等重復的雙因素方差分析。利用Levene檢驗法進行方差齊性檢驗的概率值為0.211，明顯大于顯著性水平，滿足方差分析的前提條件。雙因素方差分析結果見表6，由表6可知，模型的統計量為41.387，概率水平小于0.01，表明此方差分析模型非常顯著，決定系數為0.932，說明輸出功率減小率能被積灰密度解釋的部分占93.2%，其中，“積灰密度”對輸出功率減小率有極顯著影響（<0.01），“光照強度”和兩者交互作用“光照強度×積灰密度”對輸出功率減小率無顯著影響（>0.05）。

圖3 不同光照強度下輸出功率減小率隨積灰密度的變化（灰塵粒徑0～38 μm）

表6 光照強度和積灰密度對輸出功率減小率影響的雙因素方差分析（灰塵粒徑0～38 μm）

2.2 灰塵粒徑和積灰密度對輸出功率減小率影響的預測模型構建

2.2.1 模型構建

由于實際積灰對光伏組件的遮擋效果復雜[36-37]，難以單一從理論角度入手，因此基于上述試驗顯著性分析結果，以上述4組粒徑灰塵試驗結果為基礎，建立任意顆粒級配的灰塵對光伏組件輸出功率減小率定量影響的通用預測模型。

假設灰塵顆粒粒徑非常接近且近似球體，則灰塵顆粒數量及半徑與灰塵質量間關系為：

式中為單位面積的灰塵總質量，g；￠為灰塵的密度，g/m3；為單位面積的灰塵顆粒數量；0為灰塵顆粒直徑，m。

當入射光線與光伏組件距離較遠且垂直時，灰塵遮擋面積為：

式中A為灰塵顆粒對光伏組件的遮擋總面積，m2。

設1為某已知灰塵顆粒的直徑（m），假設電池板單位面積上直徑為2（m）的灰塵質量與1對應的灰塵質量相等，由式（2）及式（3）得：

式中為不同粒徑的等質量灰塵對光伏組件的遮擋系數；1是直徑為1的灰塵顆粒總個數；1為單位面積電池板上直徑為1的灰塵總質量，g。

由公式（4）可看出，一定質量的灰塵對光伏組件的遮擋面積與粒徑成反比，粒徑越小對光伏組件的遮擋面積越大，光伏組件透光率越低，輸出功率減小率越大。

假定D為粒徑區間[1，2]內一點，等于[1，2]粒徑范圍灰塵對光伏組件遮擋總面積與粒徑區間長度的比值， D稱為[1，2]粒徑范圍的灰塵對光伏組件遮擋效果相同的等效粒徑（m），由公式（4）和（5）可得：

由公式（2）和（3）可得到任意顆粒級配灰塵對光伏組件的遮擋面積為

式中A是粒徑為D的灰塵顆粒對光伏組件的遮擋總面積，m2；M為單位面積電池板上直徑為D的灰塵總質量，g；為單位面積電池板上灰塵總質量，g；D為光伏組件上某灰塵直徑，m。

實際積灰的等效粒徑為：

式中為灰塵顆粒的個數。

利用公式（6）對本次室內試驗0～38、38～75、75～110、110～150m粒徑范圍灰塵求取等效粒徑，分別為7.526、54.420、91.386、128.968m，需要說明的是，由于振篩機無法確定最小粒徑值，0～38m組最小粒徑值直接采用高德東等[24]利用激光粒度分析儀所測出的0.252m進行計算。結合求取的等效粒徑值，將圖2室內試驗數據在MATLAB中進行Polynomial多項式擬合，圖4為輸出功率減小率與積灰密度及灰塵等效粒徑擬合結果，從圖4中可看出，灰塵等效粒徑一定時，隨著積灰密度的增大，輸出功率減小率逐漸增大；當積灰密度一定時，灰塵等效粒徑越大，輸出功率減小率越小。式（9）為擬合方程式，對應決定系數為0.986，均方根誤差RMSE為1.752，表明擬合公式可以較好地反映積灰密度和粒徑對輸出功率減小率的影響。

2.2.2 模型驗證試驗

為了驗證上述試驗結論的實用性，利用西北農林科技大學自主研發的太陽能水肥一體化裝置進行室外驗證試驗（見圖5），光伏組件尺寸1.5 m′1 m，峰值功率260 W、峰值電壓49.71 V、峰值電流5.25 A、開路電壓60.49 V、短路電流5.57 A，光伏組件與MPPT控制器相連，利用AV6592太陽能便攜式測試儀和太陽輻照度計，可逐時監測峰值功率、輻照度、環境溫度數據，并傳輸至PC端。選取輻照度和環境溫度相接近、無風的4 d（2018年4月12日、13日、18日、19日）進行室外驗證，測試時間為每日11:20～13:30，每隔10 min采集1組，每天共計14組。試驗環境條件測試結果如圖6所示，有灰塵組和對照組任一時刻相比：輻照度差值不大于70 W/m2、環境溫度差值不大于6 ℃，滿足試驗要求[35,37-38]。

圖5 太陽能水肥一體化裝置

將驗證試驗所篩分的部分灰塵細沙樣品，進一步用篩分機細篩為4組：0.252～38、38～75、75～110、110～150m，利用公式（6）計算出對應等效直徑分別為7.526、54.420、91.386、128.968m，測得各組質量占比分別為3.15%，9.31%，42.63%，44.91%，利用公式（7）和（8），得出灰塵細沙樣品的等效粒徑為76.35m。采用與室內試驗相同的布灰方式，設置積灰密度分別為0（對照組，即清潔光伏組件）、1.79、4.75和6.52 g/m2，共4個處理。圖7為1.79、4.75和6.52 g/m2積灰密度下光伏組件輸出功率減少率計算值和實測值隨輻照度的變化，表7是誤差分析。由圖7和表7可知，輸出功率減小率實測值和計算值間誤差的絕對值在1.5%以內，相對誤差在32%以內，2均在0.92以上，表明公式（8）和（9）具有較好的實際應用價值。

圖6 驗證試驗環境條件

注：圖例中的數值表示積灰密度，g·m-2。

表7 室外驗證試驗的誤差分析

3 結 論

本文通過試驗研究灰塵粒徑、積灰密度和光照強度對光伏組件輸出功率的影響，主要結論如下：

1）積灰對光伏組件功率輸出具有明顯抑制作用：當灰塵粒徑一定時，光伏組件輸出功率減少率隨積灰密度的增大而增大，但增長速度逐漸變緩。灰塵粒徑范圍0～38m時，積灰密度10.78、29.56、48.67 g/m2的輸出功率減小率分別為17.83%、39.43%和55.89%；當積灰密度一定時，灰塵對光伏組件的遮擋面積與灰塵粒徑成反比，粒徑越大，對光伏組件的遮擋面積越小，輸出功率減小率越小。積灰密度為10 g/m2時，0～38、38～75、75～110、110～150m粒徑范圍灰塵的輸出功率減小率分別為15.96%、12.51%、8.16%和5.39%。此外，積灰量相同時，光伏組件輸出功率減小率隨光照強度的增加而增大，但增長不明顯。

2）灰塵粒徑、積灰密度及二者交互作用對光伏組件輸出功率減小率影響顯著，但光照強度、光照強度和積灰密度的交互作用均不具有顯著影響。

3）提出了基于遮擋效果相同的等效粒徑的概念和計算公式，建立了光伏組件輸出功率減小率和積灰密度及等效粒徑的計算模型（2=0.986）。通過對太陽能水肥一體化裝置上定積灰密度在室外自然光照下輸出功率減少率進行分析，驗證了建模結果的正確性。

本研究主要從灰塵粒徑和積灰密度角度開展，下一步可深入開展灰塵粒徑級配、種類和化學成分對光伏組件輸出功率的影響，進一步完善積灰對光伏發電影響的預測模型。

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Influence of dust accumulation and light intensity on output power of photovoltaic modules

Yang Yalin1,2, Zhu Delan1,2※, Li Dan1,2, Ge Maosheng1,2, Chen Nannan1,2

(1.712100,; 2.712100,)

Due to the exposed soil in the farmland and the absence of the building occlusion, the dust accumulation on thesurface area is especially serious when the photovoltaic equipment is used for field operations. Dust blocks the photovoltaic panels and reduces the light transmittance, thus reducing the amount of electricity generated by the photovoltaic system. For photovoltaic agricultural equipment, dust on photovoltaic panels will severely reduce the reliability of power supply. To solve this problem, the indoor test method of artificial dust was used in this paper, and the maximum power tracking device of solar energy was used to test the influence of dust particle size, dust density and light intensity on the photovoltaic power generation. The dust particle size was divided into 4 groups, the dust density range was 0～50 g/m2, and the light intensity was set to 3 levels. The effect of dust particle size, dust density and light intensity on the photovoltaic power generation was tested. A predictive model of output power reduction rate under significant influencing factors was established, and the model was verified under outdoor natural lighting conditions. The results showed that: 1) The dust accumulation had significant inhibitory effect on the power output of the photovoltaic modules, when the dust particle size was constant, the output power reduction rate of the photovoltaic modules increased with the increase of the dust density, but the growth rate gradually became slower. The shielding area of the dust on the photovoltaic modules was inversely proportional to the particle size of the dust. The larger the particle size, the smaller the shielding area of the photovoltaic modules, and the smaller the output power reduction rate. When the dust density was 10 g/m2, the output power reduction rates of the 0-38, 38-75, 75-110 and 110-150m particle size groups were 15.96%, 12.51%, 8.16%, and 5.39%, respectively. In addition, when the amount of dust was same, the output power reduction rate of the photovoltaic modules increased with the increase of the illumination intensity, but the growth was not obvious. 2) The variance analysis of the dust particle size and dust density, light intensity and dust density showed that the dust particle size, dust density and the interaction between the 2 had significant impact on the output power reduction rate of photovoltaic modules. However, the light intensity had less influence on the output power reduction rate. 3) Through theoretical analysis, the concept and calculation formula of equivalent particle size based on the same occlusion effect were proposed. On this basis, the polynomial fitting in MATLAB was used to establish the output power reduction rate, dust density and equivalent particle size prediction model of photovoltaic modules (2=0.986). The solar water and fertilizer integrated device was used for outdoor verification test, and the environmental conditions were similar and no wind was used for 4 days. The absolute value of the error between the calculated and measured values of the model was less than 1.5%, indicating that the model can be directly applied to outdoor nature and has good practical application value. When the photovoltaic agricultural equipment is operated in different regions, the local output power reduction rate and the dust density change model can be determined according to the model, which provides a design basis for the optimal configuration of the photovoltaic power supply system. The study is mainly carried out from the perspective of dust particle size and dust deposition density. The next step is to further develop the impact of dust particle size distribution, types and chemical composition on the output power of photovoltaic modules, and further improve the prediction model of the impact of dust deposition on photovoltaic power generation.

photovoltaic; solar energy; generation; dust density; dust particle size; light intensity; output power

2018-07-24

2019-02-27

“十二五”國家科技支撐計劃（2015BAD22B01-02）；楊凌示范區產學研用協同創新重大項目（2017CXY-09）；國家外國專家局“111”計劃項目（B12007）

楊亞林，主要從事太陽能節水灌溉設計。Email：yylin_6@126.com

朱德蘭，教授，博士生導師，主要從事節水灌溉理論與新技術研究。Email：dlzhu@126.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2019.05.025

S27

A

1002-6819(2019)-05-0203-09

楊亞林，朱德蘭，李 丹，葛茂生，陳囡囡. 積灰和光照強度對光伏組件輸出功率的影響[J]. 農業工程學報，2019，35(5)：203－211. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.05.025 http://www.tcsae.org

Yang Yalin, Zhu Delan, Li Dan, Ge Maosheng, Chen Nannan. Influence of dust accumulation and light intensity on output power of photovoltaic modules[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2019, 35(5): 203－211. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2019.05.025 http://www.tcsae.org