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(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,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(yù)計每年至少在5%以上,由此帶來的直接經(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)計將達(dá)到500GW左右計算,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,這一損失會愈發(fā)嚴(yán)重——2030年全球裝機(jī)總量約1400GW時,灰塵造成的經(jīng)濟(jì)損失預(yù)計將高達(dá)130億美元。
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(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(dá)光伏組件的光線;二是因為一些酸堿性較強(qiáng)的灰塵經(jīng)侵蝕電池板表面,降低了面板玻璃的透過率;三是因為灰塵會影響光伏組件表面的散熱,導(dǎo)致光電轉(zhuǎn)換效率降低。 連續(xù)8天不清潔,灰塵導(dǎo)致發(fā)電量損失高達(dá)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(jìn)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(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(jī)遇”號空間探測器剛開始火星探測任務(wù)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,讓它們可以“曬”到更多的太陽光。
機(jī)器人智能清潔,讓電池板恢復(fù)99%發(fā)電功率 光伏市場需要有效的清潔運(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(qiáng)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(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、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(jī)器人產(chǎn)品的領(lǐng)先技術(shù)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(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)延伸至商用級市場,實際應(yīng)用數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示:太陽能電池板被機(jī)器人清潔后可恢復(fù)至原始發(fā)電功率的99%以上。
①交替式吸附技術(shù)全球領(lǐng)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(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,吸盤采用柔軟硅膠材質(zhì),溫柔呵護(hù)電池板組件。 ②自動沿邊路徑規(guī)劃,無需人工干預(yù) 銳寶采用激光攝像技術(shù),同時運(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(dú)特的自動升降式滾刷高速清掃,同時配有高效無刷電機(jī)強(qiáng)勁吸塵和阿基米德螺線設(shè)計風(fēng)道,可以在行走的過程中進(jìn)行清掃工作,實現(xiàn)“吹、掃、吸”同步完成。 ④自動收集灰塵,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把灰塵收集儲存起來,從而避免了揚(yáng)塵造成電池板二次污染。 ⑤一人可同時操控12臺機(jī)器人,清潔效率高超 清潔工作人員通過手機(jī)App即可遠(yuǎn)程操控銳寶機(jī)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(jī)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。 ⑥操作簡便自由靈活,適用各類電站 銳寶的機(jī)身設(shè)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(jī)器人適應(yīng)各類電站,即使在無水、高/低溫、地勢不平等各類復(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)入市場一年多以來,銳寶已進(jìn)入國內(nèi)外多個光伏電站進(jìn)行應(yīng)用。這一年里,銳寶還榮獲了2015 CES創(chuàng)新大獎,并于今年被江蘇省知識產(chǎn)權(quán)局確立為高價值專利培育計劃項目承擔(dān)權(quán),這些認(rèn)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(jì)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(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(jī)器人每年清潔費(fèi)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(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(jìn)行了8天發(fā)電量實驗:B棟電站用銳寶機(jī)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(biāo)準(zhǔn)煤188kg。
機(jī)器人牽手綠色能源,社會意義更非凡 太陽能電站經(jīng)濟(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(yán)峻形式已經(jīng)勿庸置疑,F(xiàn)在,全球都在集政府和社會力量全面推進(jìn)光伏這一綠色能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,因此,未來隨著太陽能發(fā)電應(yīng)用的普及,電站若能通過運(yùn)用機(jī)器人進(jìn)行高效清潔提升發(fā)電量、節(jié)約燃煤,必將為社會可持續(xù)發(fā)展帶來更加深遠(yuǎn)的意義。
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