清洗光伏组件用智能机器人与光伏电站智能化运维

清洗光伏组件用智能机器人与光伏电站智能化运维

王定友 1 张绍彪 2

1. 江西机电职业技术学院 江西南昌 330013

2.华东交通大学理工学院 江西南昌 330013

摘要：我们专注光伏电站全寿命周期运维服务，重点研发光伏组件智能清洗机器人，为客户提供高品质、低成本、智能运维服务；为用户创造价值，极大减少可能存在的安全隐患，极大提高光伏电站发电量；为运维人员提供就业岗位。

关键词：光伏组件智能清洗机器人；光伏电站运维

这几年，我国政府接连推出多个扶持国内光伏产业健康发展的政策，刺激了国内光伏产业的快速健康发展。我们国家是世界上太阳能光伏发电站装机总量第一大国，在未来还会持续的增长。根据行业内专业机构分析，近三年还会保持增长，国家发展与改革委员会已出台政策，如 中广核每年投资多少装机容量核电站就必须投资核电装机容量成正比例的光伏电站。 中电投、华能、国能等投资公司一样是投资多少火力发电站就要投资一定比例的光伏电站，或者风电站。可见光伏市场的潜力。

截止2018年6月底，我国的光伏装机主要集中在西北占全国光伏总量17%、华东占全国光伏总量52.6%及华北占全国地区，上面三个区域的装机容量，总装机容量高达92.4 GW，占全国总装机容量的60%。通过以上数据可看出，当前我国太阳能光伏电站运维的存量市场主要还是集中在我国的西北、华北和华东地区，这几个区域的市场容量就已达32亿元以上。

我国西部以大型地面太阳能光伏电站应用为主，我国沿海、东部、中部地区土地资源极为紧张，但是有大量尚未利用的建筑屋顶可以利用，所以，国家在政策层面极大的鼓励发展分布式光伏电站，并配套了相关政策，所以，光伏发电的未来潜力巨大，前途光明。

我们国家的太阳能光伏电站安装量逐年攀升，在短短的几年内，我们国家已经成为了名副其实的太阳能光伏电站装机大国，但是在高效、先进、智能化太阳能光伏电站监测及生产、运维管理系统等方面还处在起步的阶段，大多数的太阳能光伏电站还在依靠传统管理和运营方式，不但落后而且与智能化运维目标相差甚远。

我们团队所研发的清洗光伏组件用智能机器人，可以通过遥控的方式，通过机器人来清洁整片的太阳能光伏阵列，非常的高效和便捷。机器人内部结构十分的紧凑、其车体又轻盈，通过模块化的组合设计方法，非常方便移动与安装。

采用履带式行走方式，可增大与光伏组件表面的接触面积，减少对组件表面的损伤。 机器人前端设有旋转清洁辊刷，辊刷前端装有高压节水型喷嘴，二者结合，可实现对光伏组件表面的高效清洁。 采用远距离无线遥控方式控制机器人，使用方便、灵活，可节省人工清洗成本45%，提升清洗效率45%。

使用我们智能化清洗机器人，可实现高效率、低成本、方便快捷地清洗光伏组件，实现光伏电站发电效率的最大化，为平价上网提供助力。

为提升电站发电量，需要提高清洗太阳能光伏组件表面灰尘的效率，使用我们研发的智能机器人，可以定期的清洗并彻底的清除光伏组件表面的灰尘和污垢。

首先，我们要问，为什么光伏电站需要运维？ 如果不运维，会怎么样？

如果光伏组件上面有灰尘和污渍，就会遮挡相当一部分光进入电池片，影响光在电池片中的吸收，从而减少光伏电站的发电量。

其次，像树叶、鸟粪这类的脏污，还易形成热斑，在影响发电量的同时，还会对组件造成不利影响，严重的还会造成发热自燃。

设备故障导致电站停止运行，以9MW光伏电站为例，停运一天，损失高达40000元。

传统运维的痛点：

传统运维： 全天值守、人工巡检、人工清洗；

主要痛点：运维成本很高、效率很低、难度很大，运维很不彻底，且存在极大的安全隐患。

户用光伏电站：我们国家户用光伏总装机已超42GW，每年的运维费用支出已超29亿元。

地面光伏电站：我们国家地面光伏累计总装机已超112GW，每年的运维费用支出已超78亿元。

据统计，到2018年的6月底，我们国家的光伏电站装机已达154GW，每一年的光伏电站运维市场价值就已超过100多亿元。

根据伍德麦肯齐( Wood Mackenzie)的数据， 到2024年，光伏行业的年度运营和维护( O＆ M)成本将突破90亿美元(82亿欧元)，高于2019年的约45亿美元。

我们是国内最早从事光伏电站智能运维的创业团队，与国内多家电站达成合作协议。

“太阳能光伏电站智能化运维服务”还可带动就业，创造价值：

1.为客户创造价值；

2.为待业失业人员提供运维技术培训；

3.光伏行业内的专业技术人员，可注册成为我们的技术会员，在线接单，平台为这部分自由职业者，提供了可兼职的就业岗位。

经过了几十年的技术研发，目前红外热成像技术已非常广泛的应用在医疗、工业生产、消防、军事等领域，而且这几年又启动了军民融合，已向民用化的方向发展。对于我国的太阳能光伏行业而言，热成像技术的出现，可以给光伏电站运维提供非常重要的技术支撑，这对光伏电站运维发展至关重要，意义非凡。而且随着技术的发展，热成像技术还在不断的朝着新的应用和新的领域延伸。

智能清洗机器人和传统的清洗方式比较，主要有6大优势：

1.能够自供电，而且还带储能装置，不需要外部电源；

2.通过智能控制、通过无人值守，极大的节省了人工费用；

3.可做无水清洁、节能环保，节约用水；

4.运行的频次可以自由的设定，而且能根据场区的环境来设定清洁频次和周期；

5.智能清洗机器人在清扫时用力较为均匀，这样就不会导致太阳能电池片的隐裂；

6.机器人可以夜间工作。

5·31新政后，光伏市场要从粗放型开发到精细化运维的转变，洞察行业发展趋势并占领市场先机方能成为不败强者，集中式和分布式电站用光伏组件清洗用智能机器人，可以给太阳能光伏电站提供最好的运维支持。 根据不同类型的电站，选用合适的机器人，能为客户提供最优质的运维服务，这样可以极大的提高太阳能光伏电站发电效率，提高光伏电站收益率，给客户创造最大的投资回报。

参考文献：

[1] 王定友，张绍彪. 浅析光伏专业学生的创业情况. 当代教育实践与教学研究. 2017.11.

[2] 王定友，张绍彪. 关于光伏专业学生实现光伏创业的可能性分析. 当代教育实践与教学研究. 2017.11.

[3] http://guangfu.bjx.com.cn/news/20191015/1013089.shtml

作者简介：王定友（1983-），男，副教授，光伏教研室主任，主要从事光伏发电技术与创新创业教育研究。

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