[实用新型]光伏电站组件清洁装置

说明书

技术领域

    本实用新型涉及一种光伏电站组件清洁装置，又称光伏电站组件清洁机器人。

背景技术

光伏电站的系统效率是衡量系统运行情况的最直接的标准，在太阳辐照资源确定的情况下，系统效率决定了一个光伏电站的发电量。在进行光伏电站设计时，都要对光伏电站的年发电量进行仿真模拟，对应确定一个合理的系统效率，作为后期运行维护的参考标准。并网光伏发电系统的总效率由太阳电池阵列的效率、逆变器的效率、交流并网效率三部分组成。

太阳电池阵列效率η1，太阳电池阵列在太阳辐射强度下，实际的直流输出功率与理论功率之比。太阳电池阵列在能量转换与传输过程中的损耗主要包括：组件匹配损失、表面尘埃遮挡损失、光谱失配损失、温度的影响以及直流线路损失等。

逆变器转换效率η2，逆变器输出的交流电功率与直流输入功率之比。其中损耗主要包括逆变器转换损失、最大功率点跟踪（MPPT）精度损失等。

并网效率η3，即从逆变器输出经10kV升压然后并入35kV或110kV变电站的传输效率，其中损耗主要的是升压变压器的效率损失和交流电气连接的线路损耗。

综上，光伏电站系统的总效率为η=η1*η2*η3，在电站设计阶段，可以通过光伏阵列布局优化、组件电流分档等措施减少损耗，提高系统效率，在关键设备选型时，对组件和逆变器的性能进行严格管控，可以提高光伏电站的可靠稳定性。

光伏发电系统中最核心的发电设备是太阳能光伏组件，其光电转换效率的高低，直接影响着光伏发电系统的发电效率。由于光伏电站大多建设在沙漠、荒地等自然环境恶劣的地方，经常会遇到强风沙、暴雨雪等恶劣天气。光伏组件表面的清洁程度直接影响到光伏组件的发电效率，严重的会导致光伏组件产生热斑效应，降低光伏组件的光电转换效率，从而影响整个光伏发电系统的发电效率。因此，光伏组件清扫方案一直是困扰电站运维人员的头等难题，采用一种高效低耗的清洁方式来提高电站发电量成为业内人士一直探讨的话题。

为了减少灰尘遮蔽的影响，需要对组件进行定期清洗。现有光伏电站组件清洗方法中，人工清洗是目前使用最广泛的方式。据统计，1人每天可清洗100m²，1MW光伏组件约6600m²，需要66人天。按每人80元/天估算，1MW组件清洗一次的人工成本为5280元。按1个月清洗3次估算，1MW每年的人工成本为19万元。因此，人工清洗，用人多、工作量大，清洗效率低。人员水平差异导致清洁过程不易控制、清洁效果一致性差。人工清洗对组件玻璃有磨损，影响透光率和寿命。另外就是采用高压水枪清洗，一般采用移动水车供水或地埋管式供水。若采用移动水车式供水，则需要运水车和司机，若采用敷设水管的方式，则需要增加大量的前期投资。其优点是清洗效果好，比较干净。其缺点是用水量大，1MW每次清洗的用水量约10吨，不适合缺水地区。再就是采用喷淋系统清洗。喷淋设备需要每平米大约需要增加35~50元的成本，折合初始投资0.2~0.3元/W。其优点是不需人工，清洗速度快；特别适合屋顶光伏等人工清洗不便的电站。缺点是清洗效果不可好，用水量较大，1MW每次清洗的用水量约6~7吨。第四种方法是采用车载专业清洗设备清洗。其优点是用水量较小，1MW每次清洗的用水量约5吨。清洗速度快，清洗效果好。其缺点是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；随着车辆的非直线运动，组件收到的压力大小不均；需要专业的技术人员操作。

还有一种方法是采用清洗机器人清洗。用压缩空气吹扫的方法，压缩空气吹扫，可以节约用水。另一种是滚刷加喷水的方式清洁。目前，公开的资料及市场上能见的清扫设备大部分为带水清洗方式，由于西部地区水资源匮乏，在严寒天气容易结冰，导致水洗方式有很大的局限性。也有一些公开的方式用自动清扫的方式解决，但是由于驱动方式的局限容易打滑并对组件平整程度要求很高，爬坡能力较差。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题，在于克服现有技术存在的缺陷，提出了一种光伏电站组件清洁装置（清洗机器人），采用上下垂直交叉驱动行走方式，有效解决了清洁装置行走打滑和上下驱动不同步的问题，清洗装置行走平顺。