正刊光伏組件中的積塵自動清潔裝置設計分析

(安徽四創電子股份有限公司 安徽 合肥 230000)

引言

現代我國基于對電力資源生產的重視，大規模的建設了光伏電站，而且在不斷的研究之下，使得光伏技術的應用逐漸趨于成熟化，在此前提下，對于光伏電站的運行、維護的工作也開始朝向自動化、智能化的方面進行轉變。光伏電站的轉變，確實代表了我國科技的進步，也體現出功能上的優越，但結合實際的情況中發現，光伏發電站會因為灰塵的堆積、自然污物等因素影響發電的效率，進而降低了光伏電站的實際功效，因此對于光伏電站的清潔工作就十分重要。

一、光伏組件概述與效率影響因素

光伏組件，即為光伏電站轉化太陽能為電能的重要裝置，通常情況下光伏組件可以使用20年左右[1]。一般情況下光伏組件轉化太陽能的效率較為快速，但基于其暴露于自然環境當中的原因，常常受到自然因素的影響，進而降低了使用壽命，也降低了其工作的效率。而通過分析，主要影響光伏組件的因素在于灰塵、污物的影響，通常包括自然的灰塵累積、鳥糞、樹葉、垃圾等等，在此類現象的影響下，可能會直接導致光伏組件毀壞，因此對于光伏組件的清潔功能十分重要。此外，通過上述可以看出，光伏組件非常容易受到多種因素的影響，因此對其的清理，必須要進行針對性的功能設置，以此才能夠加強光伏的工作效率，最終實現社會電能的供應加強。

二、光伏組件清潔技術方式現狀

(一)人工清潔

對于光伏組件的清潔，人工進行清潔是最普遍、最簡單、最常見的一種清潔方式[2]。就目前的現況來看，絕大部分的光伏電站，都是通過這種方式來保障光伏組件的干凈，但光伏組件的清潔是一項持續、長久的工作，如果通過人工作業來進行，就勢必需要增加費用。

(二)替換光伏組件鋼化玻璃

基于技術的先進發展，有部分的光法電站為了節省費用，引進了自動清潔玻璃來替換光伏組件表面的鋼化玻璃，此項技術在目前看來，尚處在研究階段，遠未達到成熟，雖然確實能夠保障光伏組件的表面清潔，但基于光的折射原理與滲透原理，自動清潔玻璃會對光伏組件的效率產生影響，降低光伏組件的轉換效率。

(三)光伏組件機械清潔系統

光伏組件機械清潔系統，簡單來說是依靠小型機器人進行清潔工作，關于小型機器人的設計方面，該機器人含有兩個移動車輪與兩個輪刷，以此達到清潔的目的，而機器人的運轉，同樣是基于光伏發電的能源。通過此光伏組件機械清潔系統的實際運行中，可以看出其清潔的效果以及影響，但基于機器人的操作與技術的不成熟，還存在許多不足之處，進而未被大量使用。

三、光伏組件清潔技術系統設計

(一)設計基礎相關

對于光伏組件清潔技術系統的設計，首先了解基礎相關的方面，基于機械設計制造角度進行設計[3]。關于機械設計制造角度的光伏組建清潔系統設計，需要根據光伏組件的結構以及安裝因素進行考慮，以此制定光伏清潔系統的基礎，例如移動方式。通常而言，光伏組件的清潔系統，會通過滾輪或滑動的方式來移動，一般來說，滾輪移動的清潔系統，其優勢在于清潔較為穩定，但從機械設計的角度上來說，滾輪一旦受到外來因素的影響，就既有可能使工作停滯，嚴重情況下可能引發故障，因此其劣勢就在于需要人工實時看管。而滑動的方式，優勢在于速率，因為相對貼合且電回路相對簡單，其工作速度較快，但劣勢在于滑動清理時，當遇上較為大顆粒并且有相當硬度的物體時，容易對光伏組件造成損傷。此外，無論是何種清潔技術都需要配備技術的清潔工具例如清潔液、毛刷等等，以此針對性的到達理論中的清潔基礎。最終在驅動方面，主要涉及動能與行動裝置，動能方面，可以采取一般的電池模塊進行驅動，而為了保持動能的長久，可以采用相對專業的電池模塊，而后基于行動裝置方面，可以通過車輪等普遍的行動裝置來實現移動清理。

(二)執行機構設計

基于光伏組件清潔技術系統的執行機構設計方面，執行機構的設計，主要是基于光伏組件的最外層清潔，是清潔的關鍵部位，本文方案設計機構的清潔動作為三個，分別為鏟、刷、抹，設計是以污物的分類為基礎。鏟，主要針對強度大、尺寸大的固體污物進行初步處理，機構設計為L型鏟，安裝中應當使鏟與光伏組件保持0.25-0.5mm距離。刷，為清理細小污物的第二步動作，機構設計為尼龍滾筒與尼龍絲滾筒刷，并且尼龍絲應當粗細結合，是其保持清潔的力度與面積。抹，即為精細清潔的第三步，主要針對前兩步清潔后，依舊存在的殘留，該步驟應當保持一定的力度，機構設計為滾刷與機殼內邊的擋板結合，擋板的目的是將滾刷運作中沾染的灰塵刮落，保持滾刷的相對干凈，使工作進展順利。

(三)光伏組件清潔技術系統操作軟件設計

基于基本原理，一般光伏組件清潔技術系統的操作流程為，打開開關、單片機通電、系統初始化、指令輸入、系統運作。基于此流程之下，光伏組件清潔技術系統，其軟件主要體現于指令輸入與系統行為的控制方面，其原理可以通過數據轉化、電流信號的收發進行。

四、光伏組件清潔技術系統應當具備的特點

(一)光伏組件清潔技術系統自動化

基于現代科技的進步前景下，光伏組件清潔技術系統的設計應當包含自動化，所謂自動化即為無需人工進行直接的參與，僅通過自身的行為完成工作，但同時為了確保工作的質量，自動化的定義還包括遠程操控調整、監控的作用，以便于提高自動化工作的質量。

(二)光伏組件清潔技術系統智能化

基于自動化的基礎之上，面對多變的影響因素，純粹的自動化作業是無法完全涵蓋所有情況的，因此需要光伏組件清潔技術系統，能夠智能化對當前的環境進行智能判斷，以此對機械下達針對性的工作指令，確保清潔工作能夠趨于完善。此外要注意，智能化的系統，其涉及面相對也更加廣泛，不僅限于工作方面的判斷，還需涉及移動路線、改變角度等方面，完善了此點，才能真正的實現智能化。

(三)光伏組件清潔技術系統高效節能

即使自動智能化的產物，其自身的行動等方面勢必會消耗能源，在能源節省的原則之下，為了避免大量的資源消耗，光伏組件清潔技術系統應當包含節能的特點在內，但節能不代表效率的降低，因此光伏組件清潔技術系統的節能范圍，應當保持在不影響其工作效率的前提下進行。

(四)光伏組件機構功能適用性

基于實際的執行，無論在技術方面有多么先進，要做到光伏組件清理，還是需要機構功能的落實，而針對與多種的污染，光伏組件清理技術，應當具備相應全面的機構功能，使得在自動智能化的驅動下，光伏組件情節系統能夠應對多種污染，使其的功能效益提高。

五、結語

基于現代我國社會生活對于電力資源的需求龐大，致使傳統發電方式的工作效率，無法滿足大量的需求，在此前提下，我國建設了大規模的光伏電站，提高了電力資源的生產能力。但光伏電站，其主要轉換太陽能為電能的裝置“光伏組件”，常處于自然環境當中，容易受到許多因素影響其工作效率，因此對于光伏組件的清潔工作至關重要。

【參考文獻】

[1]張宇;白建波;曹陽.積灰對屋頂光伏電站性能的影響[J].可再生能源.2013(11)

[2]許劍.淺談光伏組件的安裝要點[J].中國高新區.2017(21)

[3]楊月新;車延博;李生山;馬生元.荒山荒坡光伏組件特性的建模與分析[J].電子設計工程.2017(18)