太陽能電站成清潔機器人首個商用級目標市場

11月2日，中國國際新能源大會在江蘇無錫召開，在同期舉辦的國際光伏產(chǎn)業(yè)技術標準及智能運維主題論壇上，知名服務機器人企業(yè)科沃斯到場發(fā)表了關于如何運用機器人進行電站智能清潔的演講。演講現(xiàn)場，科沃斯為光伏電站算了筆賬：光伏太陽能作為全球范圍內(nèi)迅速發(fā)展的一個巨大產(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,預計每年至少在5%以上，由此帶來的直接經(jīng)濟損失令人咋舌：一組數(shù)據(jù)顯示，如按照2020年全球裝機量預計將達到500GW左右計算，每年因灰塵降低發(fā)電量而造成的經(jīng)濟損失將高達50億美元。隨著電站裝機量的不斷增長，這一損失會愈發(fā)嚴重——2030年全球裝機總量約1400GW時，灰塵造成的經(jīng)濟損失預計將高達130億美元。
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灰塵事小，但卻能招致電池板發(fā)電功率損失60%

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

灰塵是如何影響電池板發(fā)電功率的?

首先，灰塵遮蔽了到達光伏組件的光線;二是因為一些酸堿性較強的灰塵經(jīng)侵蝕電池板表面，降低了面板玻璃的透過率;三是因為灰塵會影響光伏組件表面的散熱，導致光電轉(zhuǎn)換效率降低。

連續(xù)8天不清潔，灰塵導致發(fā)電量損失高達14.3%

科沃斯公司蘇州總部的太陽能屋頂電站做了一個實驗：在沒有降雨的情況下連續(xù)8天未對電池板進行清潔工作，數(shù)據(jù)顯示，清潔后首日電池板在日累計輻射量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天時間灰塵已導致發(fā)電量損失達14.3%。值得一提的是，這是在空氣質(zhì)量相對比較好的蘇州，若是在北方或西北工業(yè)污染嚴重、風沙偏大且降雨量又少的地區(qū)，如果連續(xù)多日不清潔，灰塵導致的發(fā)電量損失無疑會更大。

事實上，灰塵一直是降低太陽能電池板發(fā)電量的致命問題，即便是代表頂尖科技的太空探索也無法避免地受到這一問題的困擾。美國“機遇”號空間探測器剛開始火星探測任務時，1.3米的太陽能電池板每天可以提供900瓦時的電能，然而到2010年6月，隨著太陽能電池板沾上火星灰塵，每天提供的電能降到了500~600瓦時，NASA不得不盡量讓兩臺火星車?？吭诔系男逼律希屗鼈兛梢浴皶瘛钡礁嗟奶柟?。

機器人智能清潔，讓電池板恢復99%發(fā)電功率

光伏市場需要有效的清潔運維工作，但傳統(tǒng)的清潔方式卻存在著諸多弊端，目前市場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，但勞動強度大;第二種是移動式大型清潔車，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，并且還會因此導致熱斑效應，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、場所、水資源及成本等各方面的限制。

科沃斯擁有18年家用清潔機器人產(chǎn)品的領先技術與研發(fā)經(jīng)驗。2015年，科沃斯推出了面向光伏行業(yè)的清潔機器人銳寶，致力于將在家用領域積累的高標準清潔技術延伸至商用級市場，實際應用數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示：太陽能電池板被機器人清潔后可恢復至原始發(fā)電功率的99%以上。

交替式吸附技術全球領先

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

自動沿邊路徑規(guī)劃，無需人工干預

銳寶采用激光攝像技術，同時運用邊界傳感器、金屬傳感器等多種傳感技術，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電池板邊框，防止機器人跌落造成損害。傳感技術和激光技術的運用，讓機器人可以自行規(guī)劃橫向及縱向“弓”字型清潔路徑，同時可自主跨越最大3cm的間隙。

自主行走式清潔，減少人力投入

銳寶采用獨特的自動升降式滾刷高速清掃，同時配有高效無刷電機強勁吸塵和阿基米德螺線設計風道，可以在行走的過程中進行清掃工作，實現(xiàn)“吹、掃、吸”同步完成。

自動收集灰塵，避免二次污染

銳寶機身內(nèi)部設置了塵桶，可以在行走清潔的同時把灰塵收集儲存起來，從而避免了揚塵造成電池板二次污染。

一人可同時操控12臺機器人，清潔效率高超

清潔工作人員通過手機App即可遠程操控銳寶機器人，并且一人同時可以操作10-12臺。按一天8小時工作時間來看，一臺機器人單位時間清潔面積為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。

操作簡便自由靈活，適用各類電站

銳寶的機身設計比較輕巧，移動起來自由靈活，且方便提拿，加上操作簡便，機器人適應各類電站，即使在無水、高/低溫、地勢不平等各類復雜室外環(huán)境也都可以正常工作。

雙標準看直接經(jīng)濟效益：成本節(jié)約和發(fā)電量貢獻

進入市場一年多以來，銳寶已進入國內(nèi)外多個光伏電站進行應用。這一年里，銳寶還榮獲了2015 CES創(chuàng)新大獎，并于今年被江蘇省知識產(chǎn)權局確立為高價值專利培育計劃項目承擔權，這些認可均是因為科沃斯銳寶能用科技創(chuàng)新輔助電站創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟收益。

每年可為一個10MW電站節(jié)約50%清潔成本

目前市場上傳統(tǒng)清潔方式的成本大都非常高，以一個10MW的電站每年清洗費用(每月清洗一次)為例，高壓水槍每年的清洗費用在35萬左右，噴淋系統(tǒng)清洗約需要25-30萬元，人工擦洗約25萬，大型清潔車每年約34萬元。與這些高成本的清潔方式不同，銳寶機器人每年清潔費用在12萬左右，即使與中國成本較低的人工擦洗相比，銳寶也不到其費用的1/2。因此，我們不難看出，銳寶機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，機器人清潔的成本優(yōu)勢就越明顯。

8天提升電池板發(fā)電量4.8%

科沃斯對蘇州總部的太陽能屋頂電站進行了8天發(fā)電量實驗：B棟電站用銳寶機器人清潔、C棟電站用水簡單沖洗、D棟是未經(jīng)清洗的電站。8天后的實驗數(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10 MW的電站一年發(fā)電量1200萬千瓦時計算，提升4.8%發(fā)電量意味著每年可以增加電能57.6萬千瓦時，亦或是節(jié)約標準煤188kg。

機器人牽手綠色能源，社會意義更非凡

太陽能電站經(jīng)濟效益的提升將會帶來更大的社會意義。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的有害氣體排放，據(jù)統(tǒng)計，每燃燒一噸標準煤就會排放二氧化碳約2.6噸，二氧化硫約8.5公斤，氮氧化物約7.4公斤——環(huán)保的嚴峻形式已經(jīng)勿庸置疑。現(xiàn)在，全球都在集政府和社會力量全面推進光伏這一綠色能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此，未來隨著太陽能發(fā)電應用的普及，電站若能通過運用機器人進行高效清潔提升發(fā)電量、節(jié)約燃煤，必將為社會可持續(xù)發(fā)展帶來更加深遠的意義。