[发明专利]光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置

说明书

一种光伏电池表面沙尘沉积和有效太阳辐射的测量方法及装置，通过测量光伏电池表面太阳反射辐射强度来反映光伏电池表面沙尘沉积情况，并基于此反演得出光伏电池表面沙尘沉积量，进而得出出光伏电池的有效太阳辐射强度，可以为准确预测光伏电池发电功率提供依据。

技术领域

本发明属于光伏电池技术领域，涉及一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法和装置，以及一种光伏电池表面有效太阳辐射强度的测量方法和装置。

背景技术

光伏电池发电功率的准确预测，是实现光伏电站并网运行重要环节。当前光伏发电量的预测方法包括数学统计概率预测模型、人工智能预测方法、基于气象预报模式实施预测等(张玉等.光伏发电量的预测综述[A].制造业自动化，2015，11(上):27-30)。然而，上述方法均采用实际太阳辐射强度作为预测的基准参数，没有考虑光伏电池表面的沙尘等颗粒物沉积对太阳辐射的衰减作用，影响了光伏电池发电功率的预测精度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种测量过程简便易行、测量精度高的光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法和装置，以及一种光伏电池表面有效太阳辐射强度的测量方法和装置。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

方案1：一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量方法，包括以下步骤：

1.1：根据空气中沙尘粒径分布信息，获取沙尘粒径分布函数f(r)；

1.2：获取太阳辐射强度I₀和光伏电池反射太阳辐射强度I₁，计算获得光伏电池的表面反射率η为

η＝I₁/I₀；

1.3：计算获得有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数ε为

其中，θ为太阳光的入射角；

1.4：计算获得沙尘沉积层内沙尘颗粒的比例分数p为

其中，ε_s、ε₀分别为沙尘颗粒和空气的介电常数；

1.5：计算获得光伏电池表面沙尘沉积量N为

其中，A为光伏电池表面的面积。

方案2：一种光伏电池表面沙尘沉积量的测量装置，包括：

第一输入模块，用于输入沙尘粒径分布信息、太阳辐射强度I₀、光伏电池反射太阳辐射强度I₁、太阳光入射角θ、沙尘颗粒介电常数ε_s、空气介电常数ε₀、光伏电池表面的面积A的初始值；

第一计算模块，采用如下计算方法：

2.1：根据空气中沙尘粒径分布信息，获取沙尘粒径分布函数f(r)，

2.2：计算获得光伏电池的表面反射率η＝I₁/I₀，

2.3：计算获得有沙尘覆盖光伏电池表面介质的相对介电常数

2.4：计算获得沙尘沉积层内沙尘颗粒的比例分数

2.5：计算获得光伏电池表面沙尘沉积量

第一输出模块，用于输出光伏电池表面沙尘沉积量N。

方案3：一种光伏电池表面有效太阳辐射强度的测量方法，包括以下步骤：