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    Die Auswirkungen von Staub auf die Stromerzeugung von netzunabhängigen Solar-PV-Systemen

    Author: Andy Cao    Published: May 22, 2024    Updated: Sep 08, 2026

    Photovoltaikanlagen werden in Außenumgebungen eingesetzt, und die atmosphärische Umgebung ist voll von verschiedenen Formen von Staubpartikeln. Der Staub, der sich auf der Oberfläche von Photovoltaikmodulen absetzt, blockiert einerseits das Sonnenlicht und verringert die Transmission der Glasoberfläche von Photovoltaikmodulen, wodurch die Menge der auf die Zelloberfläche auftreffenden Sonnenstrahlung reduziert wird; andererseits führt er zu einer Veränderung der Form des Wärmeübergangs auf der Produktoberfläche. Der Staub absorbiert die Sonnenstrahlung und wandelt sie in seine eigene Wärmeenergie um, während er gleichzeitig die externe Wärmeabgabe des Abdeckglases des Photovoltaikmoduls blockiert. Zusammenfassend ist Staub eines der Hauptprobleme, die das Performance Ratio von Photovoltaikkraftwerken beeinträchtigen.


    Die Auswirkung von Staub auf die Sonnenstrahlung von netzunabhängigen Solar-PV-Systemen


    Staub auf der Glasoberfläche beeinträchtigt nicht nur stark die Transmission der Sonnenstrahlung, sondern verursacht auch eine erhebliche Zunahme der diffusen Reflexion der auf die Oberfläche der Komponenten des netzunabhängigen Solar-PV-Systems auftreffenden Sonnenstrahlung aufgrund des Oberflächenstaubs. Nach experimentellen Messungen kann auf der Glasoberfläche angesammelter Staub zu einem Verlust an Sonnenstrahlung von 5 %–30 % führen, hauptsächlich aufgrund der Absorption, Reflexion und Streuung der Sonnenstrahlung durch den an der Glasoberfläche haftenden Staub.


    Die Auswirkung von Staubverkalkungsablagerungen auf die Lichtdurchlässigkeit von netzunabhängigen Solar-PV-Systemen


    Staub enthält eine große Menge an Calcium- und Magnesiumoxiden. Wenn Staub auf der Oberfläche von Photovoltaikmodulen mit Regen in Berührung kommt, lösen sich eine kleine Menge Calcium- und Magnesiumionen im Regenwasser auf und haften dann wieder an der Glasoberfläche der Komponenten des netzunabhängigen Solar-PV-Systems an. Wenn nicht rechtzeitig gereinigt, bildet sich mit der Zeit eine dicke und harte Schicht aus Calcium-Magnesium-Kesselstein auf der Oberfläche von Photovoltaikmodulen. Sobald sich Kesselstein gebildet hat, ist er nicht leicht zu entfernen und beeinträchtigt die Stromerzeugungswirkung von Photovoltaikmodulen stark, und in schweren Fällen kann er sogar dazu führen, dass einige Photovoltaikzellen Hot-Spots und andere Probleme aufweisen.


    Die Auswirkung von Staub auf die Modultemperatur von netzunabhängigen Solar-PV-Systemen


    An der Oberfläche des gehärteten Glases haftender Staub bewirkt, dass ein Teil der Sonnenstrahlung vom Staub absorbiert und in Wärmeenergie umgewandelt wird, wodurch die Betriebstemperatur von Photovoltaikmodulen erhöht wird. Gleichzeitig entsteht aufgrund des Staubs auf der Moduloberfläche auch ein wärmerückhaltender Effekt auf der Oberfläche von Photovoltaikmodulen, der die Wärmeabgabe der Module beeinträchtigt und den thermischen Temperatureffekt von Photovoltaikmodulen weiter verstärkt, was die Stromerzeugungswirkung der Photovoltaik beeinflusst.


    Als stromerzeugende Komponente eines netzunabhängigen Solar-PV-Systems sind Photovoltaikmodule die Kerneinheit des gesamten netzunabhängigen Solar-PV-Systems. Der photoelektrische Umwandlungswirkungsgrad von Photovoltaikmodulen ist umgekehrt proportional zur Temperatur, und der Photovoltaik-Wirkungsgrad der Module nimmt mit steigender Temperatur ab. Da der auf der Oberfläche der Module haftende Staub einen Teil der Wärmeenergie absorbiert, wird die Innentemperatur des Solarmoduls leicht durch Wärmeübertragung erhöht, was den Photovoltaik-Wirkungsgrad verringert.


    In netzunabhängigen Solar-PV-Systemen beeinflusst Oberflächenstaub nicht nur die auf die Photovoltaikzellenoberfläche auftreffende Sonneneinstrahlung, sondern erhöht auch den Temperaturanstieg der Photovoltaikmodule. Wenn der Staub auf der Glasoberfläche nicht rechtzeitig entfernt wird, beeinträchtigt dies die Stromerzeugungsleistung der Photovoltaikmodule erheblich. Und bei bestimmten Staubablagerungsdicken gilt: Je größer der Einfallswinkel des Sonnenlichts, desto länger der Weg des Sonnenlichts durch die Staubschicht, wodurch Reflexions-, Streuungs- und Absorptionseffekte leichter auftreten. Daher sollte bei der Wartung von Photovoltaikanlagen besonderes Augenmerk auf die Auswirkungen von Oberflächenstaub auf die Photovoltaik-Stromerzeugung gelegt werden, rechtzeitig gereinigt werden, um die Oberfläche der Photovoltaikmodule sauber zu halten, damit ein effizienter Betrieb des Kraftwerks ermöglicht wird.

    Andy Cao
    Andy Cao

    I’m Andy Cao, an energy engineer with over 16 years of hands-on experience in solar inverters, lithium battery energy storage, photovoltaic systems, and solar street lighting. I focus on real-world system performance and write to share practical, experience-based insights for professionals working in the solar energy industry.

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