光伏发电在众多新型绿色能源中有着许多优点,如清洁无污染、技术最为成熟、装置结构简单适用推广等。荒漠化地区有着丰富的太阳能资源,光照强、空气湿度低等有利环境条件,为光伏电站的发展提供了得天独厚的条件,但环境条件和其自身性能对其发电量也有一些限制因素,如光伏板温度、入射辐照度和空气中悬浮的沙尘颗粒等因素。因此,如何准确预测光伏模块发电效率是近些年来相关领域众多学者研究的热门课题。入射辐照度的预测已取得了良好进展,但是光伏电池温度的预测模型问题仍是这一领域的研究热点。本文针对光伏电站内沙尘沉积、沙尘颗粒对光伏板影响机理以及光伏板温度预测模型三个方面的基本问题进行了研究。主要工作有:首先,通过野外试验与数值建模和分析相结合的方法研究了光伏电站内的风速廓线和沙尘沉降量计算问题,研究结果表明:(1)光伏板阵列中风速廓线服从改进的普朗特模型形式;(2)基于粗糙面条件下沙尘干沉降速率公式分析了不同条件下的沙尘干沉降速率,基于此可初步实现对大气降尘水平通量的预测;(3)光伏板倾角会影响积尘的分布规律,且随着倾角从0度增加到50度,光伏板表面的沙尘由其顶端逐渐向底端转移,在30度时相对集中于板的中轴线处,且积尘量呈现先增加后减小的变化规律,在30度角时积尘量最小。基于此可近似建立水平面内沙尘沉积量和倾斜平面沙尘沉积量的转化关系,从而为光伏阵列中光伏板表面积尘量的预测提供基础。其次,基于MIE散射理论,研究了太阳光照射下颗粒外部电磁场分布规律,发现沉积沙尘对光伏板具有聚光增温效应,且沿光入射方向,随着到颗粒径向距离的增加,这种现象急剧减弱,但随着颗粒粒径与入射波波长比值的增加,这种效应会增强。同时结合相关理论分析,我们认为通过设计特殊的光伏板结构有可能逆转积尘对光伏板的负面影响。这些结果对于准确认识和有效遏制积尘对光伏系统的负面影响有着重要意义。最后,基于宁夏中卫腾格里沙漠光伏产业园的实测数据建立了一种能定量反映太阳辐射强度、环境温度、风速和风向对沙漠光伏电站光伏板温度影响的回归预测模型。在此基础上,结合光伏电池的等效电路模型讨论了沙漠光伏组件在不同环境因素下的电能输出特性。相关数值仿真结果表明:光伏组件输出功率的准确预测必须考虑到太阳辐射强度、气温、风速、风向以及沉积物质量和透明度;随着沉积物颗粒透明度的降低,光伏组件的最大输出功率有不同程度的降低。同时我们发现,对于具有相同透光率的表面沉积不同类型颗粒的光伏玻璃板,随着颗粒透明度比值的增加,沉积物质量密度比呈指数增长。这一结果可以解释当前许多文献中相同透光率的积尘光伏玻璃上沉积物的质量分布密度相差数个量级的现象。本文研究在光伏电站积尘量的预测和积尘对光伏系统影响机理方面进行了初步的讨论,并给出了一种适用于荒漠化条件下的光伏模块温度预测模型,有助于建立更有效的沙漠环境下光伏发电量预测模型。