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業技術標準及智能運維主題論壇上，知名服務機器人企業科沃斯到場發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迅速發展的一個巨大產業，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電量,預計每年至少在5%以上，由此帶來的直接經濟損失令人咋舌：一組數據顯示，如按照2020年全球裝機量預計將達到500GW左右計算，每年因灰塵降低發電量而造成的經濟損失將高達50億美元。隨著電站裝機量的不斷增長，這一損失會愈發嚴重——2030年全球裝機總量約1400GW時，灰塵造成的經濟損失預計將高達130億美元。


灰塵事小，但卻能招致電池板發電功率損失60%

灰塵對電池板的發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電項目每年損失數幾千萬美元，這絕不是危言聳聽。

灰塵是如何影響電池板發電功率的？

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，導致光電轉換效率降低。

連續8天不清潔，灰塵導致發電量損失高達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8天未對電池板進行清潔工作，數據顯示，清潔后首日電池板在日累計輻射量22MJ/m2下，每千瓦組件發電量為5.73kwh，但到了第8天，同輻射量下組件每千瓦發電量已經下降到了4.91kwh，僅8天時間灰塵已導致發電量損失達14.3%。值得一提的是，這是在空氣質量相對比較好的蘇州，若是在北方工業污染嚴重或西北風沙偏大且降雨量又少的地區，如果連續多日不清潔，灰塵導致的發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停靠在朝南的斜坡上，讓它們可以“曬”到更多的太陽光。


機器人智能清潔，讓電池板恢復99%發電功率

光伏市場需要有效的清潔運維工作，但傳統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，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。

知名服務機器人企業科沃斯于2015年推出了面向光伏行業的清潔機器人銳寶，科沃斯擁有18年家用清潔機器人產品的領先技術與研發經驗，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，實際應用數據統計顯示：太陽能電池板被機器人清潔后可恢復至原始發電功率的99%以上。


①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吸盤，可以交替吸附行走，同時內置真空泵，可以附著最大角度達65度的斜坡，是一款成功挑戰地心引力的清潔機器人。同時，吸盤采用柔軟硅膠材質，溫柔呵護電池板組件。

②自動沿邊路徑規劃，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。

③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“吹、掃、吸”同步完成。

④自動收集灰塵，避免二次污染

銳寶機身內部設置了塵桶，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。

⑤一人可同時操控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，不僅節省大量人力成本，清潔效率也非常高超。

⑥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境也都可以正常工作。

雙標準看直接經濟效益：成本節約和發電量貢獻

進入市場一年多以來，銳寶已進入國內外多個光伏電站進行應用。這一年里，銳寶還榮獲了2015 CES創新大獎，并于今年被江蘇省知識產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新為電站創造可觀的經濟收益，同時由于光伏太陽能作為可持續發展的未來綠色產業，因此它所帶來的社會意義更加深遠和重大。

每年可為一個10MW電站節約50%清潔成本

目前市場上傳統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省50%的清潔成本。并且，電站規模越大，機器人清潔的成本優勢就越明顯。

8天提升電池板發電量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棟是未經清洗的電站。8天后的實驗數據顯示，B棟電站在銳寶清潔后8天發電量與D棟不清潔發電量比，總的發電量提升4.8%；C棟電站在水沖洗后8天發電量與D棟不清潔電站發電量比，總的發電量提升2.7%。4.8%的發電量意味著什么？按照一個10MW的電站一年發電量1200萬千瓦時計算，提升4.8%發電量意味著每年可以增加電能57.6萬千瓦時，亦或是節約標準煤188kg。


機器人牽手綠色能源，社會意義更非凡

太陽能電站經濟效益的提升將會帶來更大的社會意義。據了解，目前造成大氣污染的主要因素正是以傳統火電站為主的鍋爐燃煤帶來的有害氣體排放，據統計，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——環保的嚴峻形式已經勿庸置疑。現在，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業的發展，因此，未來隨著太陽能發電應用的普及，電站若能通過運用機器人進行高效清潔提升發電量、節約燃煤，必將為社會可持續發展帶來更加深遠的意義。