近年，中國光伏產業在政策及投資熱情的推動下實現了增速發展，數據顯示，2019光伏發電累計裝機達到20430萬千瓦，同比增長17.3%。我國光伏發電資產規模巨大，若按照平均7元/W計算，存量資產規模超過10000億。

存量電站集聚、增量電站飆升，而電站系統的高效運行，後期精細化運維的重要性不言而喻。當下以人爲主的傳統運維方式捉襟見肘，智能化運維已成爲大勢所趨。

組件“智能”清洗

太陽能電池板是光伏系統重要的核心部件，太陽能電池板能夠實現對太陽能的收集，並將太陽能轉換爲電能。因此組件正常運行對光伏發電系統的穩定具有重大意義。

但是，經過長期使用，光伏組件會積累大量的灰塵，灰塵的遮擋往往成了發電量影響較大的一個環節，而光伏組件積灰若不進行清潔，由於自然環境的作用，會造成積灰分佈不均勻，從而導致熱斑的產生，引發安全風險。熱斑長期存在、溫度過高會造成EVA脫層、背板燒穿等嚴重的安全隱患。因此，需要定期對光伏組件進行清潔，組件清洗成爲光伏電站運維的主要內容之一。

據北極星太陽能光伏網統計，今年年初以來，包括三峽新能源、國家電投、中能建等開啓多輪運維招標。從運維招標的內容看，組件清洗佔比較大。部分企業的組件清洗在一年內完成2次、6次不等的清洗工作。

其中，今年4月，國家電投、華能、華電在內的多家光伏電站業主進行了電站運維組件清洗招標，規模超600MW。今年年初到現在，三峽新能源的組件清洗規模達到730 MW；8月中節能公佈354MW組件清洗成交公告。

通常光伏組件清洗分爲人工清洗、高壓清洗車清洗、機器人清洗。

首先，人工清洗的方法會大面積增加遮蓋區域，降低組件對陽光的吸收，而且還會對組件產生壓力使組件出現彎曲或損壞。且清洗的工作週期按僱傭的工人的比例爲4人/天大約能清洗1MW，對於一個20MW的電站來說需要耗時20天，費用約爲1.6萬到1.8萬。人工清洗針對小容量的電站且光伏組件積塵較少的電站較適用，對大型光伏電站來說會消耗大量的人力與水源。

其次，高壓清洗車清洗，是將水儲存至交通工具的水箱，通過增壓泵打壓進行吸、排的一個過程，將水輸送到高壓管路，再通過高壓噴嘴噴出低壓高流速的水柱，以切向或正向衝擊光伏組件來達到除塵的效果。

最後，機器人進行清洗，這種方法不僅可以對組件表面的灰塵和雜質進行清理，同時還能夠根據天氣的變化，例如雪天情況，實現快速全面的清理工作。機器人可以不間斷的運行降低運行成本。

通過對比發現，人工清洗的運維時間較長、效率較低；高壓清洗車清洗，這種清洗方式操作簡單，雖然提升工作效率，但高壓清洗車對光伏組件陣列有要求，陣列道路需能使高壓清洗車通過；顯而易見，隨着人工成本逐步提升，前二者清洗方式已經不適合市場需求，機器人清洗更勝一籌。

組件最佳發電狀態的保持，採用機器人清潔，能夠保持清潔程度的客觀的統一性，可以規避人工清掃的主觀原因。常規灰塵影響，採用機器人運維的電站，清潔前後發電量基本提升在5~8%，中度、重度灰塵，可以達到10%~15%以上。

爲努力提高電站發電量，保障設備安全運行，智能化運維服務正在成爲光伏電站的“護航者”。瑞得恩看到了這一契機，面對亟待解決的運維市場痛點，平價上網來臨之既，瑞得恩提出了光伏電站一站式全天候智能運維的解決方案，並率先推出行業領先的光伏電站智能清掃系統。

值得關注的是，運維主管許小峯介紹，單臺清掃機器人在電站補充水和電後可連續工作，假如按每天工作十幾個小時預算，基本1-2天時間完成1MW電站的清洗運維工作。

清掃機器人大大提高了運維效率，許小峯表示：“智能運維採用智能化的監控管理雲平臺直觀的反映站內設備的運行狀態，結合先進的無人機巡航補充人工巡檢作業、清掃機器人代替人工清掃服務，將原先粗放式的人工運維方式轉型爲精細化電站管理。”

清掃機器人加速升級

今年，瑞得恩着力於將光伏組件清掃機器人投入到電站現場的實際應用中，目前清掃機器人更多的是與合作客戶試用測試階段，反饋客戶的需求，不斷完善產品更高性能。

首先，從外觀體積上來看，便攜式清掃機器人帶水僅有28公斤左右，體積僅有700*720*220(mm)，單人可操作，攜帶運輸方便。

其次，從維修維保服務方面看較爲簡單方便，設備可以在室內進行日常存儲和保養，可以在使用之前對設備進行檢修、維護，減少了設備在電站現場出現的故障概率性。

隨着182、210等大尺寸光伏組件產品加速落地，針對不同的光伏組件尺寸，瑞得恩設計的機型，偏重於156型電池片，60片和72片的組件類型。不過，爲了適應陣列類型、夜間作業等，清掃機器人已植入了視覺控制的插件，由視覺判斷幾橫幾豎的陣列類型，判斷是60片的組件還是72片的組件，從而自動規劃執行不同類型的清掃軌跡。

許小峯透露：“針對大尺寸的光伏組件，後續可以通過軟硬件的配合來實現大尺寸組件的電站場景的穩定運行。”

針對中東、北非等水資源匱乏地區，瑞得恩的光伏組件清掃機器人採用幹掃、溼掃兩種清潔模式。據介紹：“幹掃清潔效果相比溼掃差一點，後續計劃改進幹掃加吸塵的清潔方式，提高幹掃的清潔效果。目前工程樣機還在測試中。”

針對油污、鐵鏽、粉塵等重污染的環境，瑞得恩也一直在積極尋求解決方案。據瞭解，瑞得恩研發人員用清潔試劑結合半自動工具電動毛刷，對重污染區域進行清掃測試，並實測試劑和清潔方式對組件的影響，測試通過後將移植到光伏組件清掃機器人中，設置重度清掃模式檔位，比如加大噴水量、加快毛刷轉速等，並結合視覺判斷，對重污染的區域，降低機器人的運行速度，對其進行重複清掃，達到重度清潔的效果。

同時，清掃機器人配合APP，實現智能控制，反饋設備的運行狀態，故障信息，同時兼備手動遙控功能，可以實現設備故障狀態下的遠程施救。

據許小峯介紹，今年首次量產兩百臺清掃機器人，主要用於合作客戶的試用及相關認證測試等，並沒有立即銷售給客戶，目的在於客戶試用中不同的電站場景類型將盡可能的反饋更多細節問題，優化產品需求，爲產品品質和品牌形象打好基礎，瑞得恩服務的電站總計有150MW左右，主要分佈在江蘇周邊、日本和澳大利亞。清掃機器人預計今年年底投入大規模生產。

目前市場上光伏清掃機器人還沒有形成大的趨勢，仍有部分問題亟待解決，如陣列適應性、環境耐候性、維修維保等。

許小峯認爲，光伏清掃機器人未來將作爲電站工程作業的常態化工具，多場景、多地點、多需求的統一化產品，配套運維服務，提升電站價值。

來源：北極星太陽能光伏網 作者：大安

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