為光伏電站除塵“洗澡”

“我們的設(shè)備對(duì)光伏電站組件的清潔效率是同類(lèi)技術(shù)的1.5倍，不僅沒(méi)有復(fù)雜的轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，而且在西北風(fēng)沙環(huán)境下磨蝕速度慢，故障率是同類(lèi)技術(shù)的25%。” 　　以上是在今年6月的“創(chuàng)啟未來(lái)”國(guó)際青年科技創(chuàng)業(yè)大賽上，來(lái)自海淀創(chuàng)業(yè)中心創(chuàng)業(yè)谷一支團(tuán)隊(duì)的答辯詞，他們由中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所（以下簡(jiǎn)稱(chēng)寒旱所）的孫家歡博士、中科院生態(tài)環(huán)境研究中心的崔永琴博士、美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)的許智華碩士等人組成，并最終憑借大型光伏電站組件清潔裝備項(xiàng)目獲得總決賽初創(chuàng)組三等獎(jiǎng)。 　　如今，這支創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在海淀創(chuàng)業(yè)園安家落戶(hù)，并成立了北京綠能嘉業(yè)新能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)綠能嘉業(yè)），希望在未來(lái)2～3年之內(nèi)成為國(guó)內(nèi)光伏電站清潔領(lǐng)域的領(lǐng)跑者。 　　污垢影響發(fā)電量 　　光伏電站是指與電網(wǎng)相連并向電網(wǎng)輸送電力的光伏發(fā)電系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)裝置由太陽(yáng)能電池經(jīng)過(guò)串聯(lián)后進(jìn)行封裝保護(hù)，從而形成大面積的太陽(yáng)電池組件，再配合上功率控制器等部件共同組成。 　　對(duì)于大型光伏并網(wǎng)電站的運(yùn)營(yíng)，發(fā)電量是至關(guān)重要的指標(biāo)之一。而影響發(fā)電量的因素除了逆變器、變壓器、電纜等設(shè)備的損耗外，還有空氣中灰塵或其他雜物，這些污垢覆蓋于太陽(yáng)能電池組件上，將對(duì)發(fā)電量產(chǎn)生重大影響。 　　綠能嘉業(yè)創(chuàng)始人之一，寒旱所博士王敏向記者例舉了這樣一個(gè)例子，就一家20兆瓦的太陽(yáng)能光伏電站而言，年發(fā)電量預(yù)計(jì)2000多萬(wàn)度，按政府每度電補(bǔ)貼1元計(jì)算，年收益可達(dá)2000多萬(wàn)元。然而，這只是理想狀態(tài)的收益率，事實(shí)上因無(wú)法徹底解決太陽(yáng)能電池組件清洗問(wèn)題，由此造成的損失每年至少在200萬(wàn)元以上。 　　來(lái)自綠能嘉業(yè)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)的調(diào)研結(jié)果顯示：一般情況下，對(duì)于3個(gè)月沒(méi)有清理的太陽(yáng)能電池組件來(lái)說(shuō)，會(huì)有高達(dá)5％的輸出功率損失。而在位于惡劣環(huán)境下的太陽(yáng)能電池組件在20天沒(méi)有清理的情況下，損失大約會(huì)達(dá)到12%。 　　我國(guó)的地面光伏電站主要集中在西北地區(qū)，這些地區(qū)太陽(yáng)能資源十分豐富，都屬于太陽(yáng)能輻照一類(lèi)地區(qū)，全年日照時(shí)數(shù)3200小時(shí)以上。同時(shí)西北地區(qū)的自然環(huán)境也比較惡劣，尤其是春秋季節(jié)沙塵暴天氣嚴(yán)重影響了光伏系統(tǒng)的發(fā)電。 　　如何高效地給太陽(yáng)能電池組件除塵，成為困擾著各大光伏電站的一個(gè)問(wèn)題。 　　高效的解決方案 　　當(dāng)前，針對(duì)光伏電站的除塵，分別采取人工、高壓水槍、噴淋系統(tǒng)等清洗方案。 　　王敏指出，我國(guó)光伏電站所處地區(qū)春秋季節(jié)沙塵暴，夏季暴曬，冬季極寒，均不利于人工野外運(yùn)維工作，并且光伏電站建設(shè)區(qū)域遠(yuǎn)離城市與鄉(xiāng)村，勞動(dòng)工人匱乏，工人職業(yè)素養(yǎng)偏低，難以保障光伏電站清潔和運(yùn)維需求。 　　另外，西北地區(qū)面臨嚴(yán)重缺水，以最節(jié)約水的人工清為例，清洗太陽(yáng)能電池組件類(lèi)似于擦玻璃，雖然成本低、節(jié)約水，清洗一次10兆瓦電站需要耗水10噸。如果采用噴水機(jī)器，帶來(lái)的耗水量將成倍增加。這些方案不僅清洗效果并不好，甚至?xí)p害太陽(yáng)能電池組件。 　　綠能嘉業(yè)創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)為解決光伏電站沙塵的問(wèn)題，采用柔性滑動(dòng)摩擦、模擬自然降雨的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)快速高效的清潔光伏電站。王敏說(shuō)：“我們的解決方案只需一個(gè)人、一臺(tái)機(jī)器，不僅操作簡(jiǎn)單，司機(jī)按動(dòng)一個(gè)按鈕就可以完成清潔，而且不會(huì)造成傳統(tǒng)技術(shù)帶來(lái)的電路板短路現(xiàn)象。” 　　綠能嘉業(yè)同自主研發(fā)設(shè)計(jì)，已經(jīng)生產(chǎn)出3臺(tái)光伏電站組件清潔裝備。據(jù)王敏介紹，該設(shè)備的創(chuàng)新主要性在于兩點(diǎn)：原理上摒棄高速轉(zhuǎn)動(dòng)的滾動(dòng)摩擦，改為柔性的滑動(dòng)摩擦；結(jié)構(gòu)上摒棄耗能較高的扇形噴水口，而改用耗能較低的多點(diǎn)出水即由點(diǎn)成線，再由線成面的結(jié)構(gòu)。 　　目前，這套光伏電站組件清潔設(shè)備不僅成功獲得專(zhuān)利，還在武威光伏電站試運(yùn)行，效果不錯(cuò)。 　　輕資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)模式 　　“最初的設(shè)想源自2009年我們?cè)诠夥?xiàng)目中的一個(gè)發(fā)現(xiàn)，光伏組件的清潔成為客戶(hù)的痛點(diǎn)，而現(xiàn)行的方案又無(wú)法完全滿(mǎn)足需求，那么我們能否解決之。”王敏告訴記者，“這幾年我們一直處于努力攻關(guān)狀態(tài)。” 　　今年，王敏帶著團(tuán)隊(duì)研發(fā)成果來(lái)到北京的海淀創(chuàng)業(yè)園，在與園區(qū)創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師的多次交流溝通后，誕生了綠能嘉業(yè)，公司主要針對(duì)沙塵對(duì)大型光伏電站發(fā)電量的影響，為光伏電站組件提供清潔設(shè)備設(shè)計(jì)制造、智能監(jiān)控、故障診斷等系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，以實(shí)現(xiàn)提高光伏電站發(fā)電量的目的。 　　“我們的大型光伏電站組件清潔裝備生產(chǎn)成本僅為國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品成本的30%，是國(guó)內(nèi)同類(lèi)產(chǎn)品成本的60%。”王敏指出，綠能嘉業(yè)未來(lái)的計(jì)劃是實(shí)現(xiàn)全球運(yùn)營(yíng)。 　　對(duì)于創(chuàng)業(yè)起步階段的綠能嘉業(yè)來(lái)說(shuō)，前期的主要工作是市場(chǎng)推廣。公司成立的這幾個(gè)月來(lái)，王敏一直在北京奔走，向客戶(hù)介紹自己的產(chǎn)品以及三種可行的推廣方案：能效管理、集成服務(wù)、設(shè)備租賃。 　　“我們?cè)诘却G能嘉業(yè)的第一個(gè)訂單。”王敏對(duì)此很自信，“前期的研發(fā)已經(jīng)完成，如今的營(yíng)銷(xiāo)也漸入佳境，收獲訂單將是早晚的事。” 　　在創(chuàng)業(yè)初期，綠能嘉業(yè)選擇了輕資產(chǎn)的運(yùn)營(yíng)模式。王敏在跑客戶(hù)的同時(shí)也在積極聯(lián)系零配件的生產(chǎn)工廠，以保證綠能嘉業(yè)一旦獲取訂單，外包的合作廠商能及時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)和銷(xiāo)售。 　　王敏說(shuō)：“我們先前在實(shí)驗(yàn)室琢磨的是科研思路是否正確，而今創(chuàng)業(yè)則需要探索如何在小的投入基礎(chǔ)上獲取大的收益。”