關(guān)于光伏電站太陽能板清潔技術(shù)的研究

馬瑞林 武威職業(yè)學(xué)院

闞 斌 中節(jié)能甘肅武威太陽能發(fā)電有限公司

關(guān)于光伏電站太陽能板清潔技術(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：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：ZYY201612

近年來，我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，利用太陽能進(jìn)行光伏發(fā)電成為一種趨勢。在光伏電站的運(yùn)行維護(hù)過程中，需要對太陽能板進(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，太陽能具有廣闊的應(yīng)用前景。最近幾年，我國光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，光伏電站太陽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，必須定期對光伏電站太陽能板進(jìn)行清潔，清除積垢和灰塵，增加光伏電站太陽能板的發(fā)電量，有效提升光伏電站的系統(tǒng)效率。

1.我國光伏電站太陽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)

就我國目前而言，大量光伏電站的太陽能板都采用傳統(tǒng)人工配高壓水槍或清洗刷的清潔技術(shù)，該技術(shù)操作簡單、使用簡便，只需普通清潔設(shè)備即可完成整個清洗過程，并且過程中不會產(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，難以用人工配高壓水槍清洗長期內(nèi)積壓的灰塵污垢。第三，我國目前還沒有明確的人工清潔規(guī)章流程，太陽能板的清潔質(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能板上的小型爬壁式智能化清洗設(shè)備，目前，我國常用的太陽能板片上清潔機(jī)器人型號主要有下面幾款（見表1）：

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

1.3 太陽能板自潔清洗技術(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，在電場力作用下形成一個排斥灰塵粒子的帶電場。處于電場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，我國光伏電站近年來也有將該技術(shù)應(yīng)用到太陽能板的除塵清潔中。該技術(shù)主要應(yīng)用于小面積太陽能板的清潔除塵，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，無法用于大型光伏電站的太陽能板清潔。

1.5 車載移動式清洗技術(shù)

事實(shí)上，我國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，這對光伏電站太陽能板的清洗提出了更高要求。針對西部地區(qū)光伏電站間設(shè)置距離較遠(yuǎn)、自然條件惡劣的情況，我國光伏電站運(yùn)維人員積極研發(fā)出車載移動式清洗技術(shù)，該技術(shù)主要包括以下幾個優(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，清洗車能對不同高度、角度的太陽能板進(jìn)行調(diào)節(jié)處理，節(jié)約人力物力，同時(shí)又能對灰塵、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)就會及時(shí)調(diào)整工作位置，讓清洗車的滾輪始終貼緊太陽能板，有效去除灰塵和污垢。

表1

2.結(jié)束語

總之，我國目前常用的光伏電站太陽能板清潔技術(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。對于太陽能板上清潔機(jī)器人技術(shù)、自潔清洗技術(shù)等，我國對這兩種技術(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. 光伏電站太陽能板的清潔技術(shù)綜述[J]. 水電與新能源，2015，(05)∶71-73.