光伏组件是光伏发电的基本单元。光伏组件的输出特性和使用寿命是光伏研究中最重要的两个问题。而我国集中式光伏电站多建设于西部荒漠地区,气候环境较为恶劣,风沙扬尘气候明显,致使该地区的光伏组件多数时候处于覆灰蒙尘状态。通过对共和、格尔木等光伏电站的实际调研发现,覆灰问题会使光伏组件的输出特性和使用寿命大打折扣:(1)表面覆灰阻挡太阳光接收,直接影响组件输出功率和输出特性;(2)表面覆灰为泄漏电流提供通道,加重组件的PID功率衰减,间接导致组件寿命降低。针对这两方面问题,本文进行了如下研究工作:(1)研究了覆灰与光伏组件发电功率与输出参数的关系。为了推导出覆灰质量与输出特性的理论模型,引入了灰尘的透射光谱;结合NASA提出的重叠理论,对不同波长的太阳光线进行积分处理,得到覆灰组件接收的等效太阳光功率;再利用传统的光伏组件输出模型,推导出覆灰组件的输出性能参数和发电功率等。在实验室内进行模拟覆灰实验,验证了模型和理论的准确性。(2)研究了覆灰与光伏组件泄漏电流的关系。本文在环境箱内开展模拟覆灰和覆盐的实验,测量得到不同条件下泄漏电流的大小,总结相关规律,分析漏电流变化原因;利用实验数据,对Peck泄漏电流方程进行修正,得到覆灰和覆盐条件下的光伏组件泄漏电流模型。(3)研究了覆灰与光伏组件功率衰减及老化的关系。为推导覆灰条件下的组件功率衰减模型,引入了活化能Ea这一中间参量,将泄漏电流和功率衰减模型联系起来,得到了通过泄漏电流推导衰减功率的流程方法,并详细分析了覆灰对组件功率衰减的影响机理。最后,在环境箱内进行加速衰减实验,验证了覆灰组件功率衰减模型的准确性。本文从光伏组件的输出特性和老化衰减两个方面分析了覆灰的影响,并在实验室开展相关实验,总结覆灰组件特性,推导出相应的覆灰模型。这一研究开创性地分析了光伏组件表面覆灰对老化的影响机理,并创建了全新的输出特性和功率衰减覆灰模型,为荒漠、重污染地区的光伏组件精确功率预测提供了理论基础,同时也为光伏电站清洁工作提供了参考依据。