[发明专利]基于微纳米气泡水的光伏电站清洗技术应用、方法及装置

说明书

本发明为基于微纳米气泡水的光伏电站清洗技术应用、方法及装置。所述方法为：将空气和水加压混合得到气水混合物，再通过微纳米气泡发生器生成微纳米气泡水，用精细雾化喷嘴，将具有冲击力并呈雾状的微纳米气泡水喷射到光伏组件的表面，利用微纳米气泡水的冲击和其高效的界面活性、超强的渗透作用以及微爆破力，减弱光伏组件表面与灰尘或污染物的结合力，将光伏组件表面上的灰尘或污染物从组件表面剥离，达到清洗目的。本发明方法纯物理清洗方法，可清洗各类光伏逐渐表面的灰尘及污染物。清洗过程对光伏支架及组件无损伤，对环境无污染，效率高，结构简单，可通过安装在自动清洗的机器人上，大规模应用于光伏电站的清洗。

一、技术领域

本发明涉及光伏电站组件表面清洗技术领域，具体涉及基于微纳米气泡水的光伏电站清洗技术应用、方法及装置。

二、背景技术

随着环境的日益恶化人类环保意识的深入，光伏发电作为一种主要的绿色能源，短短的十余年时间，全球光伏电站装机已达到30000万千瓦，中国到2017年年底累计装机超10000万千瓦。据IEA PVPS预计到2020年全球光伏装机容量将达50000万千瓦。

虽然光伏电站装机逐年攀升，但在实际的光伏电站运行中，光伏电站的发电量几乎都没有达到设计要求，其主要的运营原因是就是沉积在光伏电站组件表面的灰尘严重影响了光伏电站的正常发电量。从国内外多家研究机构的数据表明，在中国、印度、美国等国家和地区，光伏电站发电量因灰尘损失平均在15-20％，部分地区的光伏电站损失量高达40％。美国国家航空航天局的研究数据显示，光伏电站表面每平方米的表面有4.05克灰尘层，就能使光伏电站的发电效率下降40％。

光伏电站的灰尘主要来源：粉尘，粉尘凝结的固体，烟雾及空气中的化合物凝聚成的污染物，动物粪便及排泄物等。其中粉尘凝结的固体和烟雾及空气中的化合物凝聚成的污染物，动物粪便及排泄物在光伏电站组件的表面会产生较强的附着，不易清除。

灰尘及污染物对光伏电站的危害：

1、组件表面因受灰尘及污染物、粪便等的遮挡，直接影响到光伏电池的受光辐射量，从而减少发电量；

2、光伏电站电池单体受到污染物、粪便等的遮挡，不仅串接该单体电池单体的电池串受到发电的下降；同时，受遮挡的单体电池还会成为负载，消耗其它电池组件产生的能量，被遮挡的电池单体因此也将产生热量，严重时将会导致整串电池的失效(热斑效应)，甚至引发电站火灾的发生；

3、灰尘的成分较为复杂，有呈酸性，也有呈碱性，在遇到湿润的空气或水，会对组件表面产生腐蚀，破坏组件面板的光学传输，降低太阳辐射在电池的均匀性，影响电站的寿命。

光伏电站一旦建成后，为避免灰尘及污染物、粪便等带来损失，主要途径就是对光伏组件表面的清洗。现有的光伏电站组件表面清洗方法有如下几种：

1、用刷把做无水清洁。这是安装在光伏支架上的清洗机器人通用清洗方法。优点：速度快。问题：不能对鸟类粪便、化合物凝聚成的污染物等附着力较强的污染物完全清除，给光伏发电仍带来损失；因无法彻底清除鸟类粪便、化合物凝聚成的污染物等，极有可能产生热斑效应，对光伏电站电池组件造成不可逆转的伤害。

2、用水冲洗或水+刷把清洗。目前光伏电站清洗中占有较大比例的方式。优点：通过人工或半人工的方式清洗，基本可以将鸟类粪便、化合物凝聚成的污染物等附着力较强的污染物清洗的较为干净。缺点：人工量大，清洗过程对光伏支架及组件的伤害难以控制；速度慢；用水量大，很多的光伏电站建设在荒山、荒坡等地，取水困难，难以完全实施。

3、用化学清洗材料清洗。通过在清洗水中加载有针对性的化学清洗材料清洗光伏表面的鸟类粪便、化合物凝聚成的污染物。优点：可以清洗除去污染物，保证表面的干净。缺点：对工作人员的要求比较高，同时化学清洗材料对环境造成污染，同时也会对光伏组件表面的玻璃以及组件的边框造成伤害。

三、发明内容