之前我们提到光伏电站常见的灰尘类型,本期我们分析组件常见清洗方式的技术特点、成本对比、优缺点和市场占有率等。目前,电站运维常见清洗方式见下图:

光伏电站组件清洗方案

人工清洗

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人工干洗

人工干洗是操作人员采用长柄绒拖布配合专用洗尘剂(油性静电吸尘剂)进行清洗。

人工干洗的优点是:· 适合干旱无水的地区;· 适合地形复杂机械设备无法到达的场所。

人工干洗的缺点是:

· 不同操作工的力量不同,对组件造成的压力不同,会使得组件变形过大,造成电池片隐裂;

· 干洗组件效果不佳,常常因拖把沾有过多灰尘,在组件表面上留有部分痕迹,造成大面积阴影遮挡。

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人工水洗

人工水洗分为常压人工水洗和高压人工水洗。常压人工水洗就是工人使用拖把等清洁工具用水清洗组件表面;高压人工水洗是用加压的水枪对组件表面进行清洗。

高压人工水洗常用有蓄水功能的交通工具如装有水箱的拖拉机或城市洒水车。

2  人工水洗

常压人工水洗的优点是:
· 清洗效果好,比较干净;
· 用水量低,1MW 每次清洗的用水量约 1 吨;
· 相对费用低。

常压人工水洗的缺点是:
· 常压人工水洗效率比较低;
· 劳动力密集、人员不易管理;
· 人员水平差异导致清洁过程不易控制、清洁效果一致性差;

高压人工水洗的优点是:
· 清洗效果好,比较干净。

高压人工水洗的缺点是:
· 高压人工水洗的水压对光伏组件压力过大时会造成电池片的隐裂,而我们过程中无法控制操作人员的喷头水压变化,因为水压越大清洗速度和效果越好;
· 水洗后组件自行晾干,组件表面会形成水渍,相对于组件来说就是微型阴影遮挡;
· 对组件玻璃有磨损,影响透光率和寿命;
· 用水量大,1MW 每次清洗的用水量约 10 吨,不适合缺水地区;
· 不适合车辆行驶的山地电站无法应用。

图3 高压人工清洗

机器清洗

移动式清洗

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机器人清洗

机器人清洗以刷洗为主,按运动v方式不同可分为自主式行走和固定轨道行走。自主式行走机器人采用多个柔软硅胶材质吸盘交替吸附行走,可以附着最大角度65度。其次采用激光摄像技术、边界传感器、金属传感器等多种传感技术保证清洁面积最大化并防止机器人跌落,同时可以自主跨越最大3cm的间隙。

自主式行走机器人

轨道式清洗机器人,采用滚动毛刷将光伏组件上的灰尘扫除。它采用自带太阳能供电装置或 220V 外供电方式,单程运行距离可达 1000 米,清洁时间及清洁频率可根据不同地域和季节变化自主设定,采用无线技术,实现机器人远程监控。机器人有三种运行模式:全自动远程控制运行模式、现场人工控制运行模式和定时清洁任务模式。机器人的环境和地形适应能力强,可实现光伏面板前后错位30°、高低错位 30°角度的跨越。

轨道式清洗机器人

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专业清洗设备

专业清洗设备主要是工程清洗车。清洗车可在太阳电池组件支架的走廊内穿行,对电池组件表面进行全方位的清洁。

工程清洗车由于功能和设备的不同各家价格差别较大,目前还没有形成统一的一个价格范围,市场占有率不大。

工程清洗车优点是:· 用水量较小, 1MW 大概每次清洗的用水量约 3-5吨左右;· 清洗速度快,清洗效果好。

工程清洗车缺点是:· 应用场合有限只能适用于组件前后间距较大,地势比较平坦,地质较好的场所,对于屋顶、渔光互补、山地电站都不适用;· 随着车辆的非直线运动,组件收到的压力大小不均,对组件的寿命有影响;对操作人员的技术要求比较高,需要专业人员操作。

工程清洗车

固定式清洗

固定式清洗就是在电站内预设有水管网、增压站、水栓或喷头,在清洗时利用水枪或者喷头清洗。主要分为固定式给水装置和固定喷淋系统。

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固定式给水装置

固定式给水装置主要就是在电站内预先设有泵站、管网和水栓,在清洗时用软管接水栓进行清洗。固定式给水装置主要优点是取水方便,清洗速度快,清洗效果好。其缺点是初期投资成本高,仅适合于大型地面电站,目前在国内应用很少。

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固定喷淋系统

固定喷淋系统就是在电站内建立一套管网系统,在需要清洗的时候,把有压水引入喷头对光伏组件进行清洗。固定喷淋系统主要优点是自动清洗,清洗速度快,特别适合屋顶光伏等人工清洗不便的电站。其缺点是用水量较大,1MW 每次清洗的用水量约 6~7 吨。目前固定喷淋系统由于成本的原因在国内的应用很少。

  • 方案对比

目前市场上的清洗方案很多,各有其适用范围和优缺点。光伏电站的类型很多,有地面电站、农光电站、渔光电站、山地电站、屋顶电站等不同类型的电站。各个地区气候和环境情况不同,组件污染源,清洗难度也不同,所以需要根据各个电站的不同情况,综合清洗成本来考虑清洗方案,以期达到减少投资,增加发电量的目的。

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正泰集团创建于1984年,年销售额达600亿元,员工3万余名。产业覆盖“发、储、输、变、配、用”电力设备全产业链,并布局城市轨道交通、能源装备制造业、储能新材料、能源互联网、投融资平台与企业孵化园等领域。产品畅销世界多个国家和地区,并已进入欧洲、亚洲、中东和非洲等国际主配套市场。

主要产业

产业布局

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正泰新能源

正泰新能源是正泰集团旗下集清洁能源开发、建设、运营、管理于一体的系统能源解决方案的提供商。注册资金72.6亿元,全球累计投资建设光伏电站3500兆瓦,光伏组件产能达到2500兆瓦。凭借集团在电力能效管理领域超过30年的深耕积累以及电器全产业链,正泰新能源是业内同时具备系统集成和技术集成优势的清洁能源解决方案提供商。

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