作者：2018級(jí)本科生 張思遠(yuǎn) 能動(dòng)系
指導(dǎo)老師：吳玉新 能動(dòng)系
關(guān)鍵詞：太陽能電池板 自動(dòng)清潔 吹吸結(jié)合
摘要
太陽能是目前發(fā)展前景良好的清潔能源之一，光伏發(fā)電是太陽能的主要利用方式，截至2018年，我國光伏發(fā)電總裝機(jī)容量已達(dá)到41GW。我國大部分光伏電站建立在戈壁等沙塵多的地區(qū)，光伏電池板表面容易積累灰塵，遮擋光線、提高電池板表面溫度、腐蝕電池板，造成發(fā)電效率下降。在這類地區(qū)，缺水是比較常見的問題，因此，本項(xiàng)目采用氣動(dòng)式的清潔方式，對(duì)太陽能電池板表面進(jìn)行清潔。
國內(nèi)、外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)
目前大部分光伏電站依靠人工清潔光伏電池板表面灰塵，市場上有較多種類的太陽能電池板自動(dòng)清潔裝置，如自動(dòng)清潔機(jī)器人等，對(duì)太陽能電池板表面清潔器的研究論文近年來呈現(xiàn)逐年增長的趨勢(shì)。
項(xiàng)目特色
本項(xiàng)目采用去程吹、回程吸、循環(huán)往復(fù)的方式清潔太陽能電池板表面灰塵。
氣動(dòng)式清潔與水動(dòng)式清潔相比，具有成本低廉、清潔效果好等優(yōu)點(diǎn)，氣動(dòng)式清潔對(duì)管路鋪設(shè)、維護(hù)的要求低，以空氣為原料，成本低廉、易得，在清潔過程中不易形成水垢等污漬，便于進(jìn)行自動(dòng)化的設(shè)計(jì)和管理。
清潔器依靠步進(jìn)式電機(jī)及相應(yīng)軌道，在太陽能電池板表面進(jìn)行循環(huán)往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，使用吹吸兩用風(fēng)機(jī)，去程吹氣，使灰塵與太陽能電池板表面分離，回程吸氣，吸走表面的灰塵同時(shí)進(jìn)行收集，減少因?yàn)閱渭兇禋庠斐傻亩挝廴?，方便進(jìn)行維護(hù)。
清潔器會(huì)安裝毛刷等裝置，對(duì)氣動(dòng)式的清潔進(jìn)行一定的輔助工作，加強(qiáng)對(duì)雨雪天氣造成的污漬的清潔力度；或在太陽能電池板表面增加高壓靜電，使灰塵微粒懸浮在太陽能電池板表面，達(dá)到更好的清潔效果。
預(yù)期成果
本項(xiàng)目將會(huì)完成一種使用吹吸兩用風(fēng)機(jī)的太陽能電池板自動(dòng)清潔裝置，使用去程吹、回程吸，循環(huán)往復(fù)的方式，以實(shí)現(xiàn)太陽能電池板表面的灰塵清潔。
同時(shí)，在太陽能電池板表面放置一定量的灰塵，在不同的風(fēng)機(jī)功率、循環(huán)速度、清潔頻率條件下進(jìn)行測(cè)試，記錄清潔前后的太陽能電池板的發(fā)電功率，做出實(shí)驗(yàn)曲線。并增加毛刷、高壓靜電、疏水膜等輔助工具，對(duì)清潔裝置進(jìn)行完善，實(shí)現(xiàn)最佳清潔效果。
在實(shí)現(xiàn)最佳清潔效果的前提下，優(yōu)化風(fēng)機(jī)功率、循環(huán)速度與清潔頻率等參數(shù)，達(dá)到最低能耗，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。
目前進(jìn)度
已通過Soildworks建模等方式做出簡單的裝置模型，完成了專利申請(qǐng)書的初稿并交由指導(dǎo)老師審查。
已搭建起實(shí)驗(yàn)用太陽能電池板裝置，購買了實(shí)驗(yàn)所需的器材，通過簡單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了項(xiàng)目進(jìn)行方向的可行性。
圖1 太陽能電池板搭建過程
圖2 與老師討論項(xiàng)目方向
圖3 Solidworks軟件建模
圖4 專利申請(qǐng)裝置圖
外部鏈接：https://cloud.tsinghua.edu.cn/d/e64b67d9b2cc4d259249/
（包括Solidworks模型、封面圖、裝置搭建動(dòng)圖、中期答辯PPT、裝置圖）
