关于光伏电站太阳能板清洁技术的研究

马瑞林 武威职业学院

阚 斌 中节能甘肃武威太阳能发电有限公司

关于光伏电站太阳能板清洁技术的研究

马瑞林 武威职业学院

阚 斌 中节能甘肃武威太阳能发电有限公司

科研项目：1.本项目受武威市科技计划项目资助，项目编号：WW160107

2.本项目受武威职业学院科研项目资助，项目编号：ZYY201612

近年来，我国光伏产业发展迅速，利用太阳能进行光伏发电成为一种趋势。在光伏电站的运行维护过程中，需要对太阳能板进行清洁处理，以提高光伏电站的发电效率，有效提升经济效益。本文主要深入研究光伏电站太阳能板清洁技术的主要应用及其发展，为相关研究提供一些参考。

光伏电站；太阳能板；清洁技术；应用

引言

作为一种可再生的清洁能源，太阳能具有广阔的应用前景。最近几年，我国光伏发电产业发展迅速，光伏电站太阳能板的主要材料是晶硅，主要以薄膜电池的形式为光伏电站供电。太阳能板的组成部分包括钢化玻璃、背板、铝合金、电池片、EVA、硅胶、接线盒等，具有良好的光电转化效率，但其容易积满污垢和灰尘，从而降低光伏电站的发电效率。因此，必须定期对光伏电站太阳能板进行清洁，清除积垢和灰尘，增加光伏电站太阳能板的发电量，有效提升光伏电站的系统效率。

1.我国光伏电站太阳能板常用的清洁技术

1.1 传统人工配高压水枪清洗技术

就我国目前而言，大量光伏电站的太阳能板都采用传统人工配高压水枪或清洗刷的清洁技术，该技术操作简单、使用简便，只需普通清洁设备即可完成整个清洗过程，并且过程中不会产生污染物质。虽然该技术优点显著，但也存在几个问题：第一，传统人工配高压水枪清洗技术具有良好的浮沉清洗效果，但由于灰尘附着力较强，容易形成表面粗糙的污垢，导致该技术的去垢除尘效果较差，难以有效清除附着在太阳能板上污垢。第二，该技术需要大量用水，水资源利用率较低，由于光伏电站运行维护周期长，难以用人工配高压水枪清洗长期内积压的灰尘污垢。第三，我国目前还没有明确的人工清洁规章流程，太阳能板的清洁质量较差，而且人工清洗费也日益增加，难以适应经济发展规律。

1.2 板上机器人清洗技术

板上机器人清洗技术是指一些能够直接放置在光伏电站太阳能板上的小型爬壁式智能化清洗设备，目前，我国常用的太阳能板片上清洁机器人型号主要有下面几款（见表1）：

事实上，板上机器人的除尘去垢效果较差，而且对于以固定式倾角运行的光伏电站，板上机器人则无法从一块太阳能板上自动转移到另一块太阳能板上，清洁起来较复杂，难以广泛应用于实际生产中。

1.3 太阳能板自洁清洗技术

运用纳米自清洁薄膜除尘技术，可实现光伏电站太阳能板的自洁自净处理。纳米自清洁薄膜除尘技术能在特定条件下使灰尘粒子带电，在电场力作用下形成一个排斥灰尘粒子的带电场。处于电场中的灰尘粒子容易带上电荷，通过静电吸收可以进一步将灰尘粒子除走。太阳能板的纳米自清洁薄膜除尘技术具有良好的清洁性能，但在我国尚未大量推广应用。

1.4 电帘除尘清洁技术

“电帘除尘”最早于航空领域中出现，电帘除尘清洁技术的主要原理是静电除尘，我国光伏电站近年来也有将该技术应用到太阳能板的除尘清洁中。该技术主要应用于小面积太阳能板的清洁除尘，但去垢除尘效果不太理想，处理费用较高，经济效益较低，无法用于大型光伏电站的太阳能板清洁。

1.5 车载移动式清洗技术

事实上，我国大型光伏电站主要设置在西部地区，而且以固定式倾角安置为主，但我国西部地区水资源不足，容易发生沙尘暴，自然环境恶劣，这对光伏电站太阳能板的清洗提出了更高要求。针对西部地区光伏电站间设置距离较远、自然条件恶劣的情况，我国光伏电站运维人员积极研发出车载移动式清洗技术，该技术主要包括以下几个优点：第一，当不需要进行清洗时，清洗车的机械部件能够被折叠放置在清洗车中，节省地方又不会妨碍车辆的正常行驶。第二，清洗车所需的水量只是占人工配高压水枪清洗技术的三分之一。第三，清洗车能对不同高度、角度的太阳能板进行调节处理，节约人力物力，同时又能对灰尘、污垢进行有效清除，还可以将顽固污渍完全去除，具有良好的除尘去垢效率。第四，清洗车机械臂具有一定柔软性，能保证行驶路面的平整度，确保移动车行驶路线平直，当路面不平或清洗车行驶路线偏移时，清洗车内部控制系统就会及时调整工作位置，让清洗车的滚轮始终贴紧太阳能板，有效去除灰尘和污垢。

表1

2.结束语

总之，我国目前常用的光伏电站太阳能板清洁技术当属以人工配合高压水枪的清洗技术为主，但专用型清洗设备生产较少，难以提升清洗质量，而且该种清洗方式只有较好的除尘效果，但难以去除污垢，而且需要较多清洗水量，水资源浪费严重。对于太阳能板上清洁机器人技术、自洁清洗技术等，我国对这两种技术的研究开发尚未成熟，还没真正应用到实际中。此外，车载移动式清洗技术具有良好清洗效果，应用广泛，发展前景可观，建议大力研究开发该技术。

[1] 杜萌. 光伏电站运维过程中清洁技术的经济性分析[J]. 电力技术交流，2014，35∶195-196.

[2] 曹晓玲，兰云鹏，邱河梅. 光伏电站组件清洗方案的经济性分析[J]. 低碳论坛，2013，(06)∶58-60.

[3] 龚芳馨，刘晓伟，王靓. 光伏电站太阳能板的清洁技术综述[J]. 水电与新能源，2015，(05)∶71-73.