光伏電站組件清潔技術研究綜述

金勝利，郭振興，干建麗，鄒陽洋，賀海晏，黃綿吉，黃超鵬，壽春暉

（1．浙江省白馬湖實驗室有限公司，浙江 杭州 310000；2．浙江浙能北海水力發電有限公司，浙江 麗水 323900）

0 引 言

在全球氣候變化、化石能源枯竭及國內“碳達峰、碳中和”背景下，光伏發電以其綠色、經濟、取之不盡等優勢，成為發展最快的清潔能源利用形式之一。圖1 顯示了2011 年以來光伏裝機情況，據統計，2022 年全國新增光伏并網裝機容量87.41 GW，累計光伏并網裝機容量達392.6 GW。全年光伏發電量為4276 億kW·h，同比增長30.8%，約占全國全年總發電量的4.9%[1]。開發利用太陽能對調整能源結構、構建低碳發展模式、推進能源生產和消費革命、促進節能減排和建設生態文明均具有重要意義。

圖1 2011—2022 年我國光伏新增及累計裝機情況

光伏組件是光伏電站最基本的發電單元，其光電轉化效率、現場輻照度和氣候條件是決定電站性能和發電收益的基本因素。除此之外，在電站運行維護中保證組件表面的清潔，減少灰塵的遮擋，也是提升光伏組件輸出功率的重要方法[2-3]。據統計，表面的灰塵污染已成為影響光伏電站發電量的重要因素[4]。

結合光伏電站實際運維場景及國內外研究現狀，本文分析了組件表面灰塵種類特性及對發電效率的影響，并對人工清洗、噴淋除塵、清洗機器人、自清潔涂層、激光清潔、電除塵和聲波除塵等多種清潔技術的優缺點及應用現狀進行綜述，預測了光伏電站清潔技術的發展方向和發展趨勢。

1 光伏組件及附著灰塵特性簡介

1.1 光伏組件結構簡介

光伏組件作為直接將太陽能轉化為電能的單元，是光伏電站的核心。成熟的商用光伏組件包括晶硅組件、碲化鎘薄膜組件和銅銦鎵硒薄膜組件，晶硅組件占所有商用組件95%以上，是光伏發電的主力。

圖2 顯示了晶硅光伏組件的結構，將電池片封裝在玻璃和背板之間，通過添加鋁合金邊框，組成具有封裝及內部連接的、能單獨提供直流電輸出的、不可分割的光伏組件。光伏玻璃作為光伏組件正面，上表面通常做絨面和鍍膜處理，可以確保有更高的光透過率，下表面是壓花面，可以增強同封裝膠膜的黏合力。除此以外，光伏玻璃通常需要鋼化處理以保證更高的機械強度。

圖2 晶硅光伏組件結構示意圖

1.2 光伏組件表面灰塵種類及特性

根據來源分類，灰塵種類可分為自然來源和人為來源。其中自然來源主要包括土壤、砂石風化、火山爆發以及山林火災等，這種灰塵一般出現在遠離生活區的大型地面光伏電站組件上。而人為來源灰塵主要為人類的生活和生產活動產生的生活污染、工業生產污染及交通運輸污染等，主要出現在工商業屋頂及戶用分布式電站上。

根據灰塵組分及附著力方面分類，可分為普通浮塵、積垢以及油污性灰塵。普通浮塵主要成分為揚塵、沙土、農作物稈屑等細小顆粒，干刷或清水沖洗后可輕易去除。積垢則是與水汽結合后能與光伏組件表面玻璃蓋板發生化學反應的灰塵。如：化肥廠、玻璃廠生產過程產生的灰塵。油污性灰塵則是工廠生產的油煙、油霧、瀝青煙、焦爐煙以及柴油機尾氣中的顆粒物等，該類灰塵吸附在光伏組件表面，用清水難以清洗干凈，需要配合特定的清潔劑[5]。如圖3 所示，在一些特定場景下，上述多種灰塵種類可同時存在。

圖3 光伏組件表面各污染層示意圖

圖4 格爾木地區組件表面積塵成分分析[6]

不同地域，組件表面灰塵組分也表現出了明顯的差異。左燕[6]等以我國格爾木地區為例，分析了荒漠地區光伏組件表面積塵成分，如圖4 所示，石英（SiO2）占比超過63%，鈉長石（NaAlSi3O8）占比15%，方解石（CaCO3）占比10%，白云母（KAl2(AlSi3O10)(OH)2）占比6%，白云石（CaMg(CO3)2）占比4%，另外還有少于1%的斜綠泥（(Mg,Fe)5Al2Si3O10(OH)8）和有機質。

Lu[7]等人分析了四種粉塵，分別來源于美國(粉塵A)、中國中部河南省(粉塵B)、中國南部廣州市(粉塵C)和建筑工地的沙塵(粉塵D)，如圖5 所示，不同地域之間粉塵成分存在較大差別。

圖5 不同積塵成分差異[7]

如圖6 所示，光伏組件表面積塵成因復雜且受到地域、環境、組件陣列、玻璃選材和灰塵特性等多種因素影響，僅改善單一因素很難達到大幅降低積塵的效果[6]。

圖6 影響光伏組件表面積塵的因素[6]

1.3 灰塵對于光伏發電效率的影響

組件臟污已經成為影響光伏電站收益的重要因素。研究表明，因組件表面積灰造成光伏發電系統發電量降低5%～10%是國內外光伏電站普遍存在的現象，個別光伏電站甚至會因積灰造成發電量損失30%以上[8-13]。

灰塵對光伏組件輸出功率的影響表現在三個方面[14-15]：

（1）遮擋效應：光伏組件表面的積灰會遮蔽照射到組件表面的太陽光線，使入射到組件內部的輻照度降低，直接影響組件發電性能。

積塵遮擋下太陽光線照射到光伏組件上的傳播如圖7 所示。當光強為E 的光線照射到灰塵表面時被灰塵吸收和散射，前者（ΔE1）變為熱能，后者（ΔE2）被灰塵向四周散射，被散射的光線可能有部分（E1）照射到玻璃蓋板上，從而在玻璃蓋板上又形成了一次折射（E12）和反射（E11）的光線傳播過程。綜上所述，由于積灰的遮擋作用，實際進入玻璃蓋板的能量較無積灰時要少（E-E1），從而使得積灰狀況下的發電量受到影響[16]。

圖7 灰塵遮擋情況下光線傳播示意圖

（2）溫度效應：表面灰塵增大了組件表面的傳熱熱阻，阻礙熱量傳遞，組件溫度的升高帶來光電轉換效率的降低。研究表明：晶體硅光伏組件的內部溫度每上升1℃，其輸出功率約下降0.35%[17]。同時，不均勻積灰會導致光伏組件產生熱斑效應，嚴重情況下可致組件燒毀[18]。

（3）腐蝕效應：玻璃表面存在Ca2+、Na+、K+等堿性離子，會在空氣中CO2等氣體的作用下與水汽中的H+發生交換作用，生成Na2CO3、K2CO3等，從而腐蝕玻璃表面，使得玻璃表面減反射膜層被破壞，降低光的入射。同時封裝材料的腐蝕可能會破壞組件封裝結構，造成組件內部的損壞[19]。

2 光伏組件清潔方式綜述

光伏發電在電力裝機中的比重不斷增加，為解決組件灰塵對發電量的影響，提升光伏電站發電性能，光伏組件的表面清潔問題得到了研究者的重視，專業的光伏組件除塵技術也在不斷涌現。根據技術成熟度以及在光伏市場上的應用，可將光伏組件除塵技術分為3 類，即：已成熟或已大規模使用的光伏組件清潔技術（人工清潔，噴淋技術），基本成熟且小范圍或特定場景下使用的光伏組件清潔技術（機器人清潔，自清潔涂層）和實驗室階段的光伏組件清潔技術（激光除塵，電除塵和聲波除塵等）。

2.1 已成熟或已大規模使用的組件清潔技術

2.1.1 人工清潔

人工清潔是目前光伏電站應用最廣的清潔方法，專業要求低，無需昂貴的設備投入，只需要配備清洗用水和清洗工具即可，操作簡便，環保無污染。但人工清洗也存在著明顯的缺點：

（1）只能清潔掉浮塵，對于積垢和油污性灰塵清洗效果不佳，且清洗效果受到天氣、工人體力等因素影響。

（2）清洗效率低，清洗周期長，且在人工費用較高的地區，清洗帶來的經濟收益較低。

（3）對于水上電站和支架高度較高的農光互補型電站，清洗難度較大。

2.1.2 噴淋技術

圖8 展示了噴淋除塵技術在光伏電站的應用。噴淋除塵技術一般是在電站建設初期，鋪設完整的清洗管道，在電站生產階段，可根據污染情況對組件有計劃地沖洗。噴淋除塵技術成熟、門檻較低，可通過標準化、可控制的方式實現光伏面板噴淋除塵，幾乎不需要人工成本。但噴淋除塵技術的耗水量較大，且在前期需要高昂的管道鋪設成本。除此之外，噴淋技術只能除去表面浮塵，對有機沾污、鳥糞等頑固污漬清洗效果不佳，一般適用于小型工商業屋頂電站。

圖8 噴淋除塵系統

2.2 基本成熟且小范圍或特定場景下使用的光伏組件清潔技術

2.2.1 機器人清潔

隨著自動化技術的發展，適用于光伏電站的機器人清潔技術也逐漸成熟。清潔機器人的使用，極大降低了運維人員的工作難度，是提升光伏組件發電效率的重要方法。清潔機器人根據機械結構和工作方式的不同，可分為移動清潔車、掛軌式機器人和便攜式機器人等。

（1）移動清潔車

移動清潔車一般由工程車輛為載體進行改裝（圖9），配合清潔設備實現對組件的清潔。

圖9 移動清潔車

相較于人工清潔，移動清潔車可以實現大批量連續清潔，設備成本較低，清潔效率高，可實現按需除塵，不污染環境[20]。但移動清潔車對組件各排之間間距和路面狀況要求較高。同時，移動清潔車需配備專業技術人員，且由于大型機械存在一致性差的問題，可能會導致組件出現隱裂。

（2）掛軌式機器人

掛軌式機器人一般由限位輪固定在組串上下邊框，通過驅動輪完成機器人在組件表面的移動。如圖10 所示，根據刷頭移動方向的不同，掛軌式機器人可分為兩種。

圖10 掛軌式清潔機器人

第一種掛軌機器人刷頭的移動方向平行于機器人的前進方向，機器人由限位輪、驅動輪、主體框架、清潔刷頭、控制和供電單元等組成。進行清掃作業時，驅動輪沿組件邊框行走，用于清潔的毛刷沿著與驅動輪相反的方向高速轉動，組件表面灰塵在毛刷的沖擊和旋轉氣流的共同作用下被彈起至相鄰組件縫隙處脫落[21]。此種類型機器人代表性廠家有中電博順智能設備技術有限公司、廈門藍旭科技有限公司、深圳創動科技有限公司和仁潔智能科技有限公司等。

第二種掛軌機器人刷頭的移動方向垂直于機器人的前進方向，該清潔機器人由限位輪、驅動輪、主體框架、縱向清潔裝置、拖曳電機、供電單元組成，典型特點是行走方向與清潔方向為正交。進行清潔作業時，驅動輪沿組件邊框行走至未清潔區域后停下，此時縱向清潔裝置啟動，通過超細纖維毛刷旋轉并輔以氣流吹掃，自上而下對積灰進行清潔；清潔完畢后，清潔機器人行走至其他未清潔的區域，繼續進行下一次清洗作業。代表性公司有以色列清潔機器人開發商Ecoppia 等。

為了配合機器人在不同組串之間的移動，實現大面積跨排清潔，部分廠商會在不同組件之間安裝軌道和支架，通過搬運機器人實現清潔機器人在不同排之間的移動。圖11 所示的是深圳創動科技有限公司開發的大面積跨排清潔技術。

圖11 大面積跨排清潔技術

掛軌式機器人一般應用在組件陣列安裝整齊的大型地面光伏電站，漁光互補光伏電站、農光互補光伏電站等。

（3）便攜式機器人

如圖12 所示，相較于掛軌式機器人，便攜式機器人更加適用于面積較小，排布不規則的分布式光伏電站。采用便捷式清潔技術的代表性廠家有深圳創動科技有限公司、仁潔智能科技有限公司和上海偉匠機器人科技有限公司等。根據使用場景的不同，便攜式機器人有滾刷式清潔和盤式清潔等，且一般自帶水箱，可根據需求配合不同清潔劑使用。該類產品具有靈活便攜的特點，在分布式電站中獲得了廣泛的應用。

圖12 便攜式機器人

不同類型機器人優缺點對比見表1 所示。

表1 不同類型機器人優缺點對比

2.2.2 自清潔涂層

自清潔涂層的作用主要是改變玻璃表面特性，使微粒不易在表面沉積或易于被清除。根據涂層親水性能不同，可分為超疏水涂層和超親水涂層。

超疏水現象來源于“荷葉效應”：由粗糙的微米級乳突結構和蠟狀物質組成的荷葉表面不僅有憎水性，而且對顆粒污染物具有低黏附性。當水珠滾落時，能將其表面的污染物一起帶走，達到自潔凈的效果[22-24]。而光伏超疏水材料的疏水性也是由材料的化學性質（或表面能）和微納尺度的分層形貌或表面粗糙結構共同決定的，其清潔原理是：材料在玻璃表面形成一層超疏水薄膜，水滴在薄膜表面無法鋪展而保持球形狀態，接觸角一般大于150°。當灰塵微粒落在涂層表面之后，涂層表面的乳突納米結構使微粒極易被滾動液滴或空氣從光伏組件表面帶走。與超疏水材料的低表面能不同，合成超親水表面必須使用高表面能材料，超親水表面主要通過光催化反應分解有機物，減少組件表面的污染。且該自清潔薄膜在玻璃表面的納米尺度上是粗糙的，這種納米級粗糙度可以使灰塵粒子的接觸面積更小，從而減少摩擦力，使灰塵更容易滑落[8]。除此之外，材料的超親水性也可使水在涂層表面幾乎完全鋪展開，從而將污染物與組件表面分離，而水膜的鋪展也帶走了污染物[25]。

對于自清潔涂層在光伏電站中的應用，一般的通用納米粒子難以獲得最優的自清潔效果，而不同納米粒子組合又可能削弱彼此的功能，因此在原有納米粒子上進行功能性官能團的化學接枝處理，會很好地對兩者進行兼顧[26]。

楊建衛等人通過改性SiO2、改性ZrO2及改性SnO2等納米粒子，控制納米材料，成功形成100～200nm 以下的凹凸結構，發電增益可達3.31%以上[26]。Hao Lu 等人將超疏水SiO2涂層用于光伏組件表面，鍍膜后太陽能電池玻璃上的顆粒沉積密度明顯降低，沙粒的沉積密度為未鍍膜玻璃表面的36.77%，組件的發電功率最高提升約24.35%[7]。張永偉等采用了一種含有納米級TiO2光催化的自清潔材料，該材料是一種功能性水基溶液，主要組分為無機氧化物和TiO2，其特殊配方成功實現了溶液中有效成分的高效分散，在玻璃表面噴涂該溶液，無須經過熱處理即可快速形成無機納米結構的膜層，在實測的兩年時間內，發電量增幅均維持在3%以上[8]。薛鵬飛等利用SiO2和TiO2進行納米雙成膜涂層的設計，底層膜主要起黏合作用，面層膜主要起光催化作用，兩者結合后在試驗期內發電量增益率為3.09%[27]。謝解解[28]比較了硅類超疏水薄膜和氟類超疏水薄膜對光伏組件的光伏特性的影響，硅類超疏水薄膜的透光率比氟類的高，但是氟類的透光率應對外界環境變化更穩定，而且涂覆了氟類超疏水薄膜的光伏組件的發電效率受覆灰率的影響最小，下降最少。

自清潔涂層在減少光伏組件表面污染方面效果較好，但其制造過程復雜且成本相對較高，涂層的清潔作用受到環境、氣候、成膜工藝等影響。且在實際應用過程中，受外界環境條件影響，涂層的耐久性往往不及預期。因此增加涂層使用壽命并降低其制造成本，仍是今后研究的重點。

2.3 實驗室階段的光伏組件清潔技術

2.3.1 激光清洗

激光清洗是利用能量高度集中的激光束輻照物體表面，使待除污染物發生振動、燃燒、熔化、蒸發，從物體表面脫離的過程[29]。目前學者們研究的清洗機理主要包括燒蝕、燃燒、熔化、氣化、振動、膨脹、收縮、爆炸、飛濺、剝離、分解、降解、電離等物理化學變化[30]。

目前激光清洗已在微顆粒清洗、油漆清洗、銹蝕清洗、輪胎模具清洗、文物清洗等眾多領域得到應用。市面上有相關公司開發了基于激光清潔的光伏組件清潔機器人，但因組件灰塵種類復雜、激光清潔難度較大等原因，尚未實現大規模推廣。

2.3.2 電除塵技術

圖13 展示了電除塵技術的原理：主要通過靜電產生的駐波和行波來搬運灰塵，行波使灰塵微粒水平波動，駐波使灰塵上下波動，從而促使灰塵最終被清除。靜電清潔方法的清除效果受電極特性、介電材料特性、環境條件以及灰塵特性等因素影響[31]。

圖13 電除塵技術原理圖[32]

電除塵技術發展較久，早在1907 年，美國加利福尼亞大學化學教授科特雷爾（F.G.Cotrell）就首次成功地使用電除塵器捕集硫酸煙霧[32]。隨著后來的發展，電除塵技術在電力、水泥、鋼材和化工等領域獲得了廣泛的應用。Sharma 等人研究了在沙塵暴等高灰塵濃度下，電動篩連續運行3 小時除塵效率超過90%[33]。Kawamoto H 等人在光伏組件兩端施加電壓，面板上80%以上的沙塵被除去。隨后，基于此原理，一套靜電除塵裝置被開發出來[32-35]。目前，電除塵技術存在著一些無法避免的缺點，比如成本較高、增加組件表面溫度、灰塵搬移造成的二次揚塵和積灰等。此外，降雨條件下，微粒所受的靜電力將會失效，故難以維持其對光伏面板清潔的有效性。上述問題使得電除塵在光伏領域的應用僅限于航空航天等小面積光伏面板的除塵，未在大型地面電站進行推廣。

2.3.3 聲波除塵

聲波除塵在爐膛和煙道里的應用較為普遍，在光伏領域的應用，尚處在研究階段。Piotr Vasiljev 等人利用超聲波清潔，用32 W 的超聲功率清潔15 s 以后，可去除大部分表面灰塵[36]。如圖14 所示，Serkan Alagoz 等人研究了聲波對不同尺寸微粒的清潔效果，發現對于粒徑在0.2 mm以下的顆粒，由于表面與顆粒之間的粘附力足夠大，清潔效果較差。而粒徑在0.5～1.0 mm 范圍內時，黏附力減小到可以忽略不計的程度[37]。

圖14 表面聲波清洗前后效果圖[37]

不同清潔技術優缺點對比見表2 所示。

表2 不同清潔技術優缺點對比

3 光伏組件清潔成本及清潔頻率分析

3.1 光伏組件清潔成本分析

隨著電站運維人員對組件清潔重視程度的增加，清潔成本也成了重點關注對象，近年來，不少研究者對組件清潔成本進行了計算。2013 年，青海錫鐵山100 MWp 光伏電站采用人工清潔方式，每兆瓦清潔費用約為4400 元[38]。2014 年，西北荒漠地區5 MWp 光伏電站，采用了水車高壓噴頭沖洗的方式，每兆瓦清潔費用約為1000 元[39]。2017 年，山東德州2.38 MWp 分布式光伏電站，灰塵主要是揚塵、汽車尾氣、工業廢氣所含物質，采用人工清潔方式，每兆瓦清潔費用約為1344.5元[40]。2019 年，浙江嘉興2.1 MWp 分布式光伏電站，采用人工清潔的方式，每兆瓦清洗成本為3500 元[41]。2020 年，遼寧沈陽4.62 MWp 分布式電站，灰塵主要來源于工業排放物、燃燒煙塵、汽車尾氣、土壤揚塵等。除此之外，如孢子、花粉、鳥糞等也是該電站灰塵的重要來源之一，采用人工清潔方式清洗，每兆瓦清潔費用約為2164.5 元[42]。2023 年，針對環境差異帶來的影響，張元海等人對西北地區甘肅金塔50 MWp 集中式電站、華中地區湖南平江20 MWp 集中式電站和華南地區廣州10 MWp 屋頂光伏電站進行了系統的研究[43]，得出結論：西北地區污染主要為沙塵積垢，宜使用車載移動式清潔方式，成本約為1000 元/MW；華中地區污染主要為自然塵埃積垢，宜使用人工清潔結合軌道式機器人進行清潔，成本約為4000 元/MW；華南地區因處于工業園區，主要為工業化學污染，需使用人工清潔結合機器人清潔，且需搭配清潔劑使用，成本約為22500 元/MW。

由上述可知，光伏電站的清潔成本，受清潔方式、電站位置、電站大小、臟污程度等復合因素的影響，不同電站之間差別較大。各電站還需結合自身特色，選取最具有性價比的清潔方式。

3.2 光伏組件清潔頻率分析

目前，光伏電站的清洗頻率沒有明確的標準，各個電站依據光伏組件臟污程度動態安排清洗作業。一般而言，光伏電站的清洗頻率取決于因臟污產生的發電收益損失和因清洗產生的成本增加，二者的盈虧平衡決定了電站清洗頻率的長短。

研究者參考運維工作經驗，結合理想情況下的假設，提出了多種光伏電站清洗周期的模型：孟偉君等[39]對比了清洗和不清洗兩種組件的發電量差異，并假設一個清洗周期T內，清洗費用不超過清洗效益的20%，即為：

式中：Qc為干凈組件日發電量；Qd為污濁組件日發電量；T為一個清洗周期；t為清洗一次的時間；E為清洗一次的費用。

張朝輝等[14]假設灰塵對光伏組件的覆蓋及對光伏電站發電量的影響隨時間呈線性變化，當灰塵影響率達到15%的時間為T天，灰塵影響率達到k%時即進行光伏組件清洗，且認為清洗效益要盡量高，在一個清洗周期內，清洗費用不應超過清洗效益的20%：

光伏組件清洗周期可通過以下模型確定：

式中：t為組件清洗周期，天；W為每兆瓦光伏因臟污產生的收益損失（包括因灰塵遮擋造成的發電量損失和因清洗產生的成本），元；h為光伏電站年均利用小時數，小時；p為光伏電站度電上網電價，元 ；f為光伏電站單兆瓦清潔費用，元。

在光伏電站實際運維場景下，h、p、f都可由經驗值確定。則針對每一個k值，都有一個最佳的T值使W最小，此時得到的t值即為電站最佳清潔周期。

上述模型，存在著明顯的缺點：

1)灰塵對光伏組件的覆蓋及對光伏電站發電量的影響不是嚴格的線性關系；

2)未考慮降雨等對組件積塵的影響；

3)未考慮在一個自然年內，不同月份光資源情況和積塵的差異對于發電量權重的影響。

張元海等[43]根據不同區域光伏電站數據，并結合當地氣象條件，對西北、華中和華南地區電站清洗頻率給出了經驗數據：

1)針對西北地區的光伏電站，3—4 月為沙塵期，建議動態清洗 ；5—10 月最好是每月清洗一次；11 月初進行一次全面清洗后，12 月、1 月因溫度較低，不建議進行清洗，可等天氣變暖再進行一次清洗。清洗時一般用清水即可。

2)針對華中地區的光伏電站，3—4 月可利用雨季對光伏組件進行一次全面徹底的清洗；5—10月在發電高峰期到來前進行一次清洗。

3)針對華南地區的屋頂光伏電站，建議光伏組件一年清洗3—4 次。

上述清洗周期只是在針對特定區域某個特定電站分析后得到的經驗數據，因不同光伏電站差別較大，在電站實際運行過程中，應根據實際情況不斷調整清洗周期的判斷條件，以實現收益最大化。

4 組件清潔技術研究展望

目前，人工清潔是光伏電站應用最廣的清潔方式，但清潔效率較低，隨著人工成本的逐步提高和智能機器人技術的發展，人工清潔將逐步被清潔機器人所取代?，F階段，清潔機器人存在著運行穩定性差的問題，增加清潔機器人的穩定性，降低設備成本是接下來需要一直研究的方向。

自清潔涂層技術在一些光伏電站進行了示范應用，也展現出了顯著的增益效果。但是自清潔涂層成本較高，實際使用壽命不及預期等，也阻礙了其大范圍推廣。激光除塵、電除塵和聲波除塵技術目前僅處于實驗室研發階段，距離應用還存在著一定距離[44]。后期，多種清潔方式的結合，將是提高組件清潔效率的重要方法。

通過對當前研究現狀的分析，結合光伏發電系統運行維護的實際需求，電池板清潔技術未來發展應具備以下幾個特點：

1)智能化清潔：清潔設備應具備自動感知灰塵積累程度的能力，無需人工干預，可結合氣象條件、實際發電量數據等對清潔作業做出最為及時的判斷。

2)安全性高：清潔作業時，運行安全可靠，設備穩定性較高，不需要過多人工維護，且清潔方式不會對光伏組件造成損壞。

3)微水或無水清潔技術：對西北、山坡等水源不充足區域，或者在嚴寒天氣無法開展水洗相關清潔工作的條件下，實現微水或無水清潔。

5 結語

隨著我國“雙碳”目標的提出，光伏發電作為重要的可再生能源利用形式之一，將進一步擴大裝機規模。然而，光伏組件表面積塵對電站的發電效率起到了制約作用，而組件清潔技術是提高光伏電站運行效率的重要手段。本文綜合國內外研究現狀和實際運維場景，分析了不同類型的組件表面積塵特性以及對發電效率的影響，并將現有清潔技術分為三類，進行優缺點及適用場景的介紹。針對不同區域不同類型光伏電站，還進行了清潔頻率的成本效益分析，旨在為研究人員和運維人員提供參考。此外，基于當前技術現狀，提出了未來電池板清潔技術應具備智能化、安全性高、微水或無水清潔的特點。未來多種清潔方式的結合，將是提高組件清潔效率的重要方法。