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摘要：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。
关键词：光伏电站；太阳能板；情节技术
由于太阳能板容易附着灰尘，会降低光伏发电的效率，为了提高发电效率，分析了太阳能板附着灰尘的特性，阐述了国内外现有太阳能板清洁方式的优缺点及应用领域，并对大型光伏电站的太阳能板的清洁技术的发展方向和趋势进行了分析。
1太阳能板的简介
1.1太阳能板的结构
按照太阳能电池片的构成材料分类，太阳能板可以分成晶硅材料或者薄膜电池类型。其中，薄膜电池在今后很长的时间内仍然是光伏电站太阳能电池的主要类型。太阳能板主要由钢化玻璃、EVA、电池片、背板、铝合金、接线盒、硅胶组成，各部分的主要功能如表1所示。
1.2光伏电站运行方式
太阳能电池板安装固定的方式主要有跟踪式，又可分为平单轴、斜单轴和双轴跟踪式。固定式的太阳能板倾角是固定不变的，在安装时首先确定了在该地安装的最佳倾角，太阳能板不能随光照的移动而移动。它的倾角选择原则是保证光伏太阳能板所接受的年太阳辐射量最大。水平单轴光伏跟踪式是指其跟踪轴与水平面的夹角为0°，光伏阵列可以随着1根水平轴东西方向跟踪太阳；斜单轴跟踪式的跟踪轴与水平面有一定倾角，这种运行方式结合了固定式和水平单轴跟踪式的优点。除了可以东西方向跟踪光照外，还可以倾斜一定角度；竖直单轴跟踪的旋转轴与大地平面垂直，光伏太阳能板随着旋转轴东西方向跟踪太阳；双轴跟踪式的光伏阵列可以通过南北和东西方向进行旋转。从而增加发电量和提高发电效率。但考虑以下几点原因，一般国内大型光伏电站还是采取固定式安装。
1）跟踪式系统机械安装方式较普通倾角固定式复杂，在恶劣天气如沙尘暴来临时，跟踪式系统的传动部件容易被沙尘侵入，可靠性没有固定式高，维护成本和故障概率都会增加。
2）跟踪式太阳能板结构比较复杂，在国内尚未大量投产使用，其装置自动化程度比较高，成本也比较大。
3）对于大型的光伏电站，它的装机容量很大。如装机35GW的光伏电站，所需太阳能板数量能达到20多万块。追踪式太阳能板比固定式所占空间要大，增大了土地占用率。
2我国光伏电站太阳能板常用的清洁技术
2.1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。
2.2太阳能板自洁技术
太阳能板自身可采用纳米自清洁薄膜除尘技术。纳米自清洁薄膜除尘的主要原理是灰尘粒子在一定条件下易带电，可以形成一个排斥灰尘粒子的电场。同时还能帮助不带电的灰尘粒子带上电荷，从而将所有灰尘粒子除去。目前这种技术仍在研究中，尚未大量投入使用。
2.3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。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。
2.4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。
2.5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。
3结语
总之，太阳能是一种可再生的清洁能源，它有十分广阔的应用前景。我国近些年来光伏发电产业发展十分迅速，光伏电站太阳能板一般采用晶硅材料，光电转化效率低，灰尘和积垢会使发电效率更低。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。
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