能源是人类社会生存和发展的重要基础,随着经济的发展和社会的进步,人类对能源的需求量越来越大,传统化石能源日益枯竭,已经不能满足人类经济发展的需要,寻找可再生的替代能源已势在必行。太阳能光伏发电作为一种清洁可再生能源,受到各国的重视并得到广泛应用。太阳能光伏发电经过近几十年的快速发展,其技术已比较成熟,但目前而言,太阳电池组件的效率还比较低,特别是商用太阳电池组件,其效率一般在20%以内。况且,在实际运行中,其发电性能还会受太阳电池组件温度、表面积灰等因素的影响。而太阳电池组件温度与环境温度、太阳辐射强度、风速、风向等气象因素有关。为了提高太阳电池组件的发电性能,最大程度地从太阳获取能量,有必要针对气象因素对太阳电池组件温度的影响以及积灰对太阳电池组件发电性能的影响展开研究。本文首先根据现有的光伏发电理论,基于热平衡方程建立了太阳电池组件温度与环境温度、太阳辐射强度、风速、风向的数学模型。然后通过建立的实验平台的实测数据,分别在空载和负载条件下验证了建立的数学模型。在此基础上,计算分析了风速、太阳辐射强度、环境温度对太阳电池组件温度的影响特性。计算结果表明:太阳电池组件温度随风速的增大近似线性减小,随太阳辐射强度的增大近似线性增大,随环境温度的增大近似线性增大。风速增大时,太阳电池组件温度的减小速率受太阳辐射强度的影响,太阳辐射强度越大,减小速率越大,与环境温度无关。太阳辐射强度增大时,太阳电池组件温度的升高速率受风速大小的影响,风速越小,升高速率越大,与环境温度无关。环境温度变化时,太阳电池组件的温度随之改变,且其变化程度基本一致。其次,通过在空载和负载条件下设置对比实验,研究了表面积灰对太阳电池组件温度的影响。研究结果表明:积灰对太阳电池组件温度的影响主要是受透光率降低导致吸收的太阳辐射能减小所致,在太阳照射下,积灰能够降低太阳电池组件的温度,且随积灰密度的增大,太阳电池组件温度下降。最后,通过在太阳电池组件表面人工铺设不同密度的灰尘,定量地分析了积灰密度对太阳电池组件相对透光率以及相对发电率的影响,同时还分析了积灰对太阳电池组件工作电流和工作电压的影响。研究结果发现:随积灰密度的增大,相对透光率呈对数下降,相对发电率呈线性下降,但相对发电率降低程度要小于相对透光率的降低程度,这是由于积灰导致组件温度降低引起太阳电池的光电转换效率升高所致;积灰对太阳电池组件工作电流的影响较大,对工作电压的影响很小,太阳电池组件输出功率的减小主要是受工作电流减小的影响。