作者：2018级本科生 张思远 能动系

指导老师：吴玉新 能动系

关键词：太阳能电池板 自动清洁 吹吸结合

摘要

太阳能是目前发展前景良好的清洁能源之一，光伏发电是太阳能的主要利用方式，截至2018年，我国光伏发电总装机容量已达到41GW。我国大部分光伏电站建立在戈壁等沙尘多的地区，光伏电池板表面容易积累灰尘，遮挡光线、提高电池板表面温度、腐蚀电池板，造成发电效率下降。在这类地区，缺水是比较常见的问题，因此，本项目采用气动式的清洁方式，对太阳能电池板表面进行清洁。

国内、外研究现状及发展动态

目前大部分光伏电站依靠人工清洁光伏电池板表面灰尘，市场上有较多种类的太阳能电池板自动清洁装置，如自动清洁机器人等，对太阳能电池板表面清洁器的研究论文近年来呈现逐年增长的趋势。

项目特色

本项目采用去程吹、回程吸、循环往复的方式清洁太阳能电池板表面灰尘。

气动式清洁与水动式清洁相比，具有成本低廉、清洁效果好等优点，气动式清洁对管路铺设、维护的要求低，以空气为原料，成本低廉、易得，在清洁过程中不易形成水垢等污渍，便于进行自动化的设计和管理。

清洁器依靠步进式电机及相应轨道，在太阳能电池板表面进行循环往复的运动，使用吹吸两用风机，去程吹气，使灰尘与太阳能电池板表面分离，回程吸气，吸走表面的灰尘同时进行收集，减少因为单纯吹气造成的二次污染，方便进行维护。

清洁器会安装毛刷等装置，对气动式的清洁进行一定的辅助工作，加强对雨雪天气造成的污渍的清洁力度；或在太阳能电池板表面增加高压静电，使灰尘微粒悬浮在太阳能电池板表面，达到更好的清洁效果。

预期成果

本项目将会完成一种使用吹吸两用风机的太阳能电池板自动清洁装置，使用去程吹、回程吸，循环往复的方式，以实现太阳能电池板表面的灰尘清洁。

同时，在太阳能电池板表面放置一定量的灰尘，在不同的风机功率、循环速度、清洁频率条件下进行测试，记录清洁前后的太阳能电池板的发电功率，做出实验曲线。并增加毛刷、高压静电、疏水膜等辅助工具，对清洁装置进行完善，实现最佳清洁效果。

在实现最佳清洁效果的前提下，优化风机功率、循环速度与清洁频率等参数，达到最低能耗，最终实现节能的目的。

目前进度

已通过Soildworks建模等方式做出简单的装置模型，完成了专利申请书的初稿并交由指导老师审查。

已搭建起实验用太阳能电池板装置，购买了实验所需的器材，通过简单的实验验证了项目进行方向的可行性。

图1 太阳能电池板搭建过程

图2 与老师讨论项目方向

图3 Solidworks软件建模

图4 专利申请装置图

外部链接：https://cloud.tsinghua.edu.cn/d/e64b67d9b2cc4d259249/

（包括Solidworks模型、封面图、装置搭建动图、中期答辩PPT、装置图）