在一些光伏电站运行过程中，运维人员忽视了光伏组件表面的积灰，使得透光率降低，结果光电转换效率降低，这大大影响了光伏组件的输出性能。因此，研究积灰对光伏组件输出性能的影响与确定实际光伏组件清洁周期存在重大的意义。近年来国内外一些专家与学者对积灰影响光伏组件输出性能进行了一系列的研究。
本文根据光伏工作原理建立光伏电池模型，结合ADEL A. Hegazy的拟合曲线， 建立光伏组件表面积灰对光伏组件辐照度影响模型，仿真分析在不同积灰浓度ω 下光伏组件的输出性能， 并结合某研究院30 kW 光伏工程进行实例研究， 拟得到该光伏工程的清洁周期与清洁方法。
1 太阳能光伏电池模型
光伏电池是利用某些材料受到光照时而产生的光伏效应，将太阳能转化成电能的器件。光伏电池的等效电路如图1所示。
图1 光伏电池等效电路
图1 中Iph 为光生电流; Id 为二极管结电流;Cj为结电容; Rsh 为并联电阻( 阻值较大， 数量级为103Ω);Rs为串联电阻(阻值较小，小于1 Ω) 。
根据电路原理和SHOCKLOY 的扩散理论可得光伏电池的I-V 方程：
式中：I0 为反向饱和电流(数量级为0.1 A);q为电子电荷(1.6×10-19C) ; n 为二极管因子(取值范围1~5); k 为波尔兹曼常数(1.38×10-23 J/K);T 为绝对温度。
2 光伏组件表面积灰对输出性能影响仿真分析
根据ADEL A. Hegazy 等人得到的灰尘沉积和透光率降低的拟合公式：
式中： τ为积灰光伏组件的透光率; τclean为干净光伏组件的透光率; erf(x)为高斯误差函数。
图2 不同积灰浓度下光伏组件的P-V 图
由公式2可知，光伏阵列表面积灰越多，积灰光伏组件透光率越低，对光伏组件的输出性能影响越大。设置积灰浓度从0逐步增加到4g/m2，仿真分析光伏组件的输出性能如图2所示。由图2可知，随着积灰浓度的增加，单体光伏组件最大功率点数值明显下降，下降幅度分别为7.51%、13.27%、18.16%、22.24%。
