關(guān)于光伏電站太陽(yáng)能板清潔技術(shù)的研究

馬瑞林 武威職業(yè)學(xué)院

闞 斌 中節(jié)能甘肅武威太陽(yáng)能發(fā)電有限公司

關(guān)于光伏電站太陽(yáng)能板清潔技術(shù)的研究

馬瑞林 武威職業(yè)學(xué)院

闞 斌 中節(jié)能甘肅武威太陽(yáng)能發(fā)電有限公司

科研項(xiàng)目：1.本項(xiàng)目受武威市科技計(jì)劃項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：WW160107

2.本項(xiàng)目受武威職業(yè)學(xué)院科研項(xiàng)目資助，項(xiàng)目編號(hào)：ZYY201612

近年來(lái)，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，利用太陽(yáng)能進(jìn)行光伏發(fā)電成為一種趨勢(shì)。在光伏電站的運(yùn)行維護(hù)過程中，需要對(duì)太陽(yáng)能板進(jìn)行清潔處理，以提高光伏電站的發(fā)電效率，有效提升經(jīng)濟(jì)效益。本文主要深入研究光伏電站太陽(yáng)能板清潔技術(shù)的主要應(yīng)用及其發(fā)展，為相關(guān)研究提供一些參考。

光伏電站；太陽(yáng)能板；清潔技術(shù)；應(yīng)用

引言

作為一種可再生的清潔能源，太陽(yáng)能具有廣闊的應(yīng)用前景。最近幾年，我國(guó)光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，光伏電站太陽(yáng)能板的主要材料是晶硅，主要以薄膜電池的形式為光伏電站供電。太陽(yáng)能板的組成部分包括鋼化玻璃、背板、鋁合金、電池片、EVA、硅膠、接線盒等，具有良好的光電轉(zhuǎn)化效率，但其容易積滿污垢和灰塵，從而降低光伏電站的發(fā)電效率。因此，必須定期對(duì)光伏電站太陽(yáng)能板進(jìn)行清潔，清除積垢和灰塵，增加光伏電站太陽(yáng)能板的發(fā)電量，有效提升光伏電站的系統(tǒng)效率。

1.我國(guó)光伏電站太陽(yáng)能板常用的清潔技術(shù)

1.1 傳統(tǒng)人工配高壓水槍清洗技術(shù)

就我國(guó)目前而言，大量光伏電站的太陽(yáng)能板都采用傳統(tǒng)人工配高壓水槍或清洗刷的清潔技術(shù)，該技術(shù)操作簡(jiǎn)單、使用簡(jiǎn)便，只需普通清潔設(shè)備即可完成整個(gè)清洗過程，并且過程中不會(huì)產(chǎn)生污染物質(zhì)。雖然該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)顯著，但也存在幾個(gè)問題：第一，傳統(tǒng)人工配高壓水槍清洗技術(shù)具有良好的浮沉清洗效果，但由于灰塵附著力較強(qiáng)，容易形成表面粗糙的污垢，導(dǎo)致該技術(shù)的去垢除塵效果較差，難以有效清除附著在太陽(yáng)能板上污垢。第二，該技術(shù)需要大量用水，水資源利用率較低，由于光伏電站運(yùn)行維護(hù)周期長(zhǎng)，難以用人工配高壓水槍清洗長(zhǎng)期內(nèi)積壓的灰塵污垢。第三，我國(guó)目前還沒有明確的人工清潔規(guī)章流程，太陽(yáng)能板的清潔質(zhì)量較差，而且人工清洗費(fèi)也日益增加，難以適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)律。

1.2 板上機(jī)器人清洗技術(shù)

板上機(jī)器人清洗技術(shù)是指一些能夠直接放置在光伏電站太陽(yáng)能板上的小型爬壁式智能化清洗設(shè)備，目前，我國(guó)常用的太陽(yáng)能板片上清潔機(jī)器人型號(hào)主要有下面幾款（見表1）：

事實(shí)上，板上機(jī)器人的除塵去垢效果較差，而且對(duì)于以固定式傾角運(yùn)行的光伏電站，板上機(jī)器人則無(wú)法從一塊太陽(yáng)能板上自動(dòng)轉(zhuǎn)移到另一塊太陽(yáng)能板上，清潔起來(lái)較復(fù)雜，難以廣泛應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中。

1.3 太陽(yáng)能板自潔清洗技術(shù)

運(yùn)用納米自清潔薄膜除塵技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)光伏電站太陽(yáng)能板的自潔自凈處理。納米自清潔薄膜除塵技術(shù)能在特定條件下使灰塵粒子帶電，在電場(chǎng)力作用下形成一個(gè)排斥灰塵粒子的帶電場(chǎng)。處于電場(chǎng)中的灰塵粒子容易帶上電荷，通過靜電吸收可以進(jìn)一步將灰塵粒子除走。太陽(yáng)能板的納米自清潔薄膜除塵技術(shù)具有良好的清潔性能，但在我國(guó)尚未大量推廣應(yīng)用。

1.4 電簾除塵清潔技術(shù)

“電簾除塵”最早于航空領(lǐng)域中出現(xiàn)，電簾除塵清潔技術(shù)的主要原理是靜電除塵，我國(guó)光伏電站近年來(lái)也有將該技術(shù)應(yīng)用到太陽(yáng)能板的除塵清潔中。該技術(shù)主要應(yīng)用于小面積太陽(yáng)能板的清潔除塵，但去垢除塵效果不太理想，處理費(fèi)用較高，經(jīng)濟(jì)效益較低，無(wú)法用于大型光伏電站的太陽(yáng)能板清潔。

1.5 車載移動(dòng)式清洗技術(shù)

事實(shí)上，我國(guó)大型光伏電站主要設(shè)置在西部地區(qū)，而且以固定式傾角安置為主，但我國(guó)西部地區(qū)水資源不足，容易發(fā)生沙塵暴，自然環(huán)境惡劣，這對(duì)光伏電站太陽(yáng)能板的清洗提出了更高要求。針對(duì)西部地區(qū)光伏電站間設(shè)置距離較遠(yuǎn)、自然條件惡劣的情況，我國(guó)光伏電站運(yùn)維人員積極研發(fā)出車載移動(dòng)式清洗技術(shù)，該技術(shù)主要包括以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：第一，當(dāng)不需要進(jìn)行清洗時(shí)，清洗車的機(jī)械部件能夠被折疊放置在清洗車中，節(jié)省地方又不會(huì)妨礙車輛的正常行駛。第二，清洗車所需的水量只是占人工配高壓水槍清洗技術(shù)的三分之一。第三，清洗車能對(duì)不同高度、角度的太陽(yáng)能板進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，節(jié)約人力物力，同時(shí)又能對(duì)灰塵、污垢進(jìn)行有效清除，還可以將頑固污漬完全去除，具有良好的除塵去垢效率。第四，清洗車機(jī)械臂具有一定柔軟性，能保證行駛路面的平整度，確保移動(dòng)車行駛路線平直，當(dāng)路面不平或清洗車行駛路線偏移時(shí)，清洗車內(nèi)部控制系統(tǒng)就會(huì)及時(shí)調(diào)整工作位置，讓清洗車的滾輪始終貼緊太陽(yáng)能板，有效去除灰塵和污垢。

表1

2.結(jié)束語(yǔ)

總之，我國(guó)目前常用的光伏電站太陽(yáng)能板清潔技術(shù)當(dāng)屬以人工配合高壓水槍的清洗技術(shù)為主，但專用型清洗設(shè)備生產(chǎn)較少，難以提升清洗質(zhì)量，而且該種清洗方式只有較好的除塵效果，但難以去除污垢，而且需要較多清洗水量，水資源浪費(fèi)嚴(yán)重。對(duì)于太陽(yáng)能板上清潔機(jī)器人技術(shù)、自潔清洗技術(shù)等，我國(guó)對(duì)這兩種技術(shù)的研究開發(fā)尚未成熟，還沒真正應(yīng)用到實(shí)際中。此外，車載移動(dòng)式清洗技術(shù)具有良好清洗效果，應(yīng)用廣泛，發(fā)展前景可觀，建議大力研究開發(fā)該技術(shù)。

[1] 杜萌. 光伏電站運(yùn)維過程中清潔技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 電力技術(shù)交流，2014，35∶195-196.

[2] 曹曉玲，蘭云鵬，邱河梅. 光伏電站組件清洗方案的經(jīng)濟(jì)性分析[J]. 低碳論壇，2013，(06)∶58-60.

[3] 龔芳馨，劉曉偉，王靚. 光伏電站太陽(yáng)能板的清潔技術(shù)綜述[J]. 水電與新能源，2015，(05)∶71-73.