太陽(yáng)能電站成清潔機(jī)器人首個(gè)商用級(jí)目標(biāo)市場(chǎng)

11月2日，中國(guó)國(guó)際新能源大會(huì)在江蘇無(wú)錫召開(kāi)，在同期舉辦的國(guó)際光伏產(chǎn)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及智能運(yùn)維主題論壇上，知名服務(wù)機(jī)器人企業(yè)科沃斯到場(chǎng)發(fā)表了關(guān)于如何運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行電站智能清潔的演講。演講現(xiàn)場(chǎng)，科沃斯為光伏電站算了筆賬：光伏太陽(yáng)能作為全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展的一個(gè)巨大產(chǎn)業(yè)，卻因電站普遍缺乏積極清潔致使灰塵污染大幅降低電站發(fā)電量,預(yù)計(jì)每年至少在5%以上，由此帶來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)損失令人咋舌：一組數(shù)據(jù)顯示，如按照2020年全球裝機(jī)量預(yù)計(jì)將達(dá)到500GW左右計(jì)算，每年因灰塵降低發(fā)電量而造成的經(jīng)濟(jì)損失將高達(dá)50億美元。隨著電站裝機(jī)量的不斷增長(zhǎng)，這一損失會(huì)愈發(fā)嚴(yán)重——2030年全球裝機(jī)總量約1400GW時(shí)，灰塵造成的經(jīng)濟(jì)損失預(yù)計(jì)將高達(dá)130億美元。
 

灰塵對(duì)電池板的發(fā)電效率影響究竟有多大?以一年的沉積量來(lái)看，若是普通灰塵最高可導(dǎo)致發(fā)電功率衰減40%，但若是油性灰塵，衰減率將高達(dá)60%。小小的灰塵可以讓光伏發(fā)電項(xiàng)目每年損失數(shù)幾十億美元，這絕不是危言聳聽(tīng)。

首先，灰塵遮蔽了到達(dá)光伏組件的光線;二是因?yàn)橐恍┧釅A性較強(qiáng)的灰塵經(jīng)侵蝕電池板表面，降低了面板玻璃的透過(guò)率;三是因?yàn)榛覊m會(huì)影響光伏組件表面的散熱，導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低。

科沃斯公司蘇州總部的太陽(yáng)能屋頂電站做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)：在沒(méi)有降雨的情況下連續(xù)8天未對(duì)電池板進(jìn)行清潔工作，數(shù)據(jù)顯示，清潔后首日電池板在日累計(jì)輻射量22MJ/m2下，每千瓦組件發(fā)電量為5.73kwh， 但到了第8天，同輻射量下組件每千瓦發(fā)電量已經(jīng)下降到了4.91kwh，僅8天時(shí)間灰塵已導(dǎo)致發(fā)電量損失達(dá)14.3%。值得一提的是，這是在空氣質(zhì)量相對(duì)比較好的蘇州，若是在北方或西北工業(yè)污染嚴(yán)重、風(fēng)沙偏大且降雨量又少的地區(qū)，如果連續(xù)多日不清潔，灰塵導(dǎo)致的發(fā)電量損失無(wú)疑會(huì)更大。

事實(shí)上，灰塵一直是降低太陽(yáng)能電池板發(fā)電量的致命問(wèn)題，即便是代表頂尖科技的太空探索也無(wú)法避免地受到這一問(wèn)題的困擾。美國(guó)“機(jī)遇”號(hào)空間探測(cè)器剛開(kāi)始火星探測(cè)任務(wù)時(shí)，1.3米的太陽(yáng)能電池板每天可以提供900瓦時(shí)的電能，然而到2010年6月，隨著太陽(yáng)能電池板沾上火星灰塵，每天提供的電能降到了500~600瓦時(shí)，NASA不得不盡量讓兩臺(tái)火星車?？吭诔系男逼律?，讓它們可以“曬”到更多的太陽(yáng)光。

光伏市場(chǎng)需要有效的清潔運(yùn)維工作，但傳統(tǒng)的清潔方式卻存在著諸多弊端，目前市場(chǎng)上最主要的清潔方式有四種：第一種是最原始的手工清洗，包括水沖洗、擦洗等，但勞動(dòng)強(qiáng)度大;第二種是移動(dòng)式大型清潔車，它適合車輛行駛的地面電站，清潔范圍受到限制;第三種是高壓水槍清洗，用水量非常大，且水槍沖擊力容易造成組件隱裂;第四種是噴淋系統(tǒng)，清洗效果差，并且還會(huì)因此導(dǎo)致熱斑效應(yīng)，造成組件損壞。以上這些傳統(tǒng)清潔方式不同程度的受到清潔地勢(shì)、場(chǎng)所、水資源及成本等各方面的限制。

科沃斯擁有18年家用清潔機(jī)器人產(chǎn)品的領(lǐng)先技術(shù)與研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。2015年，科沃斯推出了面向光伏行業(yè)的清潔機(jī)器人銳寶，致力于將在家用領(lǐng)域積累的高標(biāo)準(zhǔn)清潔技術(shù)延伸至商用級(jí)市場(chǎng)，實(shí)際應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示：太陽(yáng)能電池板被機(jī)器人清潔后可恢復(fù)至原始發(fā)電功率的99%以上。

銳寶擁有5個(gè)大小不等的柔軟硅膠材質(zhì)吸盤，可以交替吸附行走，同時(shí)內(nèi)置真空泵，可以附著最大角度達(dá)65度的斜坡，是一款成功挑戰(zhàn)地心引力的清潔機(jī)器人。同時(shí)，吸盤采用柔軟硅膠材質(zhì)，溫柔呵護(hù)電池板組件。

銳寶采用激光攝像技術(shù)，同時(shí)運(yùn)用邊界傳感器、金屬傳感器等多種傳感技術(shù)，邊界傳感器可以智能感知電池板邊框，保證清潔面積最大化，金屬傳感器可以感應(yīng)電池板邊框，防止機(jī)器人跌落造成損害。傳感技術(shù)和激光技術(shù)的運(yùn)用，讓機(jī)器人可以自行規(guī)劃?rùn)M向及縱向“弓”字型清潔路徑，同時(shí)可自主跨越最大3cm的間隙。

自主行走式清潔，減少人力投入

銳寶采用獨(dú)特的自動(dòng)升降式滾刷高速清掃，同時(shí)配有高效無(wú)刷電機(jī)強(qiáng)勁吸塵和阿基米德螺線設(shè)計(jì)風(fēng)道，可以在行走的過(guò)程中進(jìn)行清掃工作，實(shí)現(xiàn)“吹、掃、吸”同步完成。

自動(dòng)收集灰塵，避免二次污染

銳寶機(jī)身內(nèi)部設(shè)置了塵桶，可以在行走清潔的同時(shí)把灰塵收集儲(chǔ)存起來(lái)，從而避免了揚(yáng)塵造成電池板二次污染。

一人可同時(shí)操控12臺(tái)機(jī)器人，清潔效率高超

清潔工作人員通過(guò)手機(jī)App即可遠(yuǎn)程操控銳寶機(jī)器人，并且一人同時(shí)可以操作10-12臺(tái)。按一天8小時(shí)工作時(shí)間來(lái)看，一臺(tái)機(jī)器人單位時(shí)間清潔面積為31-38 /h，一名工作人員一天大概可以清掃3500 電池板，不僅節(jié)省大量人力成本，清潔效率也非常高超。

操作簡(jiǎn)便自由靈活，適用各類電站

銳寶的機(jī)身設(shè)計(jì)比較輕巧，移動(dòng)起來(lái)自由靈活，且方便提拿，加上操作簡(jiǎn)便，機(jī)器人適應(yīng)各類電站，即使在無(wú)水、高/低溫、地勢(shì)不平等各類復(fù)雜室外環(huán)境也都可以正常工作。

雙標(biāo)準(zhǔn)看直接經(jīng)濟(jì)效益：成本節(jié)約和發(fā)電量貢獻(xiàn)

進(jìn)入市場(chǎng)一年多以來(lái)，銳寶已進(jìn)入國(guó)內(nèi)外多個(gè)光伏電站進(jìn)行應(yīng)用。這一年里，銳寶還榮獲了2015 CES創(chuàng)新大獎(jiǎng)，并于今年被江蘇省知識(shí)產(chǎn)權(quán)局確立為高價(jià)值專利培育計(jì)劃項(xiàng)目承擔(dān)權(quán)，這些認(rèn)可均是因?yàn)榭莆炙逛J寶能用科技創(chuàng)新輔助電站創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)收益。

每年可為一個(gè)10MW電站節(jié)約50%清潔成本

目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)清潔方式的成本大都非常高，以一個(gè)10MW的電站每年清洗費(fèi)用(每月清洗一次)為例，高壓水槍每年的清洗費(fèi)用在35萬(wàn)左右，噴淋系統(tǒng)清洗約需要25-30萬(wàn)元，人工擦洗約25萬(wàn)，大型清潔車每年約34萬(wàn)元。與這些高成本的清潔方式不同，銳寶機(jī)器人每年清潔費(fèi)用在12萬(wàn)左右，即使與中國(guó)成本較低的人工擦洗相比，銳寶也不到其費(fèi)用的1/2。因此，我們不難看出，銳寶機(jī)器人一年至少可以為光伏電站節(jié)省50%的清潔成本。并且，電站規(guī)模越大，機(jī)器人清潔的成本優(yōu)勢(shì)就越明顯。

8天提升電池板發(fā)電量4.8%

科沃斯對(duì)蘇州總部的太陽(yáng)能屋頂電站進(jìn)行了8天發(fā)電量實(shí)驗(yàn)：B棟電站用銳寶機(jī)器人清潔、C棟電站用水簡(jiǎn)單沖洗、D棟是未經(jīng)清洗的電站。8天后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，B棟電站在銳寶清潔后8天發(fā)電量與D棟不清潔發(fā)電量比，總的發(fā)電量提升4.8%;C棟電站在水沖洗后8天發(fā)電量與D棟不清潔電站發(fā)電量比，總的發(fā)電量提升2.7%。4.8%的發(fā)電量意味著什么?按照一個(gè)10 MW的電站一年發(fā)電量1200萬(wàn)千瓦時(shí)計(jì)算，提升4.8%發(fā)電量意味著每年可以增加電能57.6萬(wàn)千瓦時(shí)，亦或是節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤188kg。

機(jī)器人牽手綠色能源，社會(huì)意義更非凡

太陽(yáng)能電站經(jīng)濟(jì)效益的提升將會(huì)帶來(lái)更大的社會(huì)意義。據(jù)了解，目前造成大氣污染的主要因素正是以傳統(tǒng)火電站為主的鍋爐燃煤帶來(lái)的有害氣體排放，據(jù)統(tǒng)計(jì)，每燃燒一噸標(biāo)準(zhǔn)煤就會(huì)排放二氧化碳約2.6噸，二氧化硫約8.5公斤，氮氧化物約7.4公斤——環(huán)保的嚴(yán)峻形式已經(jīng)勿庸置疑?，F(xiàn)在，全球都在集政府和社會(huì)力量全面推進(jìn)光伏這一綠色能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，未來(lái)隨著太陽(yáng)能發(fā)電應(yīng)用的普及，電站若能通過(guò)運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行高效清潔提升發(fā)電量、節(jié)約燃煤，必將為社會(huì)可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)更加深遠(yuǎn)的意義。