热能动力工程

作者：张淑秘,李志文,陆继凤,李鑫蕊,刘潇阳,石铎,李英博,王玉雪

单位：吉林建筑大学,,吉林建筑大学,,吉林建筑大学,,吉林建筑大学,,吉林建筑大学,,吉林建筑大学,,吉林建筑大学,,吉林建筑大学,

关键词：光伏阵列;CFD模拟;颗粒沉积;多因素耦合

基金：国家重点研发计划资助(2024YFC3810202-05)；国家级大学生创新创业训练计划(202510191013)。

为解决光伏阵列表面颗粒沉积导致的发电效率衰减问题，研究以长春某光伏阵列为对象，揭示多因素对沉积特性的耦合影响机制，并提出兼顾低沉积率与高发电效率协同优化方案。研究构建了计算流体力学（CFD）与离散相模型（DPM）耦合的三维仿真模型，结合正交试验系统分析了风速、颗粒粒径、阵列排间距及倾斜角度等多参数的耦合作用，基于不同参数组合利用PVsyst平台进行发电性能验证并提出了协同优化策略。研究结果表明：各因素对沉积率影响的主次顺序为粒径、排间距、风速、倾斜角度，其极差分别为1.03、0.54、0.49和0.45；优化参数组合（风速5.2m/s、粒径2.5μm、排间距5.0m、倾斜角30°）可使沉积率降至0.0149%；进一步分析研究发现，尽管该组合具备最低沉积率，但兼顾光能捕获的倾斜角41°方案（排间距5.0m）年发电量最优达14145kWh。研究首次将排间距作为关键变量引入CFD-DPM三维仿真模型,系统分析多因素对颗粒沉积特性的耦合影响。揭示了环境参数与结构设计的交互作用机理，为光伏阵列抗沉积优化及高效运维提供了理论依据与工程参考。

来源：2026年第5期

《热能动力工程》期刊编辑部

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