静电清灰？光伏组件运维新概念

光伏组件表面积灰是再正常不过了，沙、戈、荒地区的光伏组件就更容易，也会积更多的灰，如果碰上上周的沙尘暴：

 

那些光伏组件，大概就不用发电了。

 

与东南沿海地区不同，沙漠中缺水，因此组件的除尘只能靠清扫。在数千亩的光伏阵列中做清扫，大多依赖清扫机器人来完成。大量的清扫机器人不仅提升了成本，沙尘与光伏玻璃表面的干摩擦还有待验证。

好消息是，科学家已经在验证，用静电清洁设备来对光伏组件表面除尘！

媒体报道，来自约旦大学的研究人员提出使用静电清洁作为去除光伏组件上灰尘的有效方法。

研究人员认为，当高交流电压施加到放置在光伏组件上的平行清扫电极时，所产生的静电力作用在电极附近的粒子上。由于交变静电力的作用，电极之间的粒子往复运动，部分粒子通过电极的开口，在重力作用下沿倾斜组件向下落下，从而去除光伏组件表面的灰尘。

无独有偶，2022年《全球光伏》曾报道☞☞美国麻省理工学院（MIT）开发出无水、无接触组件静电清洗方法，即不用水、不用刷，用静电去除组件表面积灰的无接触清洗方法，有效提升组件发电量 3–4 %。

MIT的研究人员再让玻璃带上电荷，这样玻璃和表面的灰尘颗粒因为静电相斥而让灰尘颗粒产生“跳动”，达到除尘的效果。金属电极在整个组件表面从上至下移动，达到整个表面的除尘效果。空气中的湿度会让颗粒表面形成一层薄薄的水层，湿度大于30%有利于金属棒电极对灰尘颗粒产生静电。

为了防止金属棒电极对组件产生阴影，研究人员采用了透明导电材料，可以永久地安装在组件上方。导轨可用小型电动机供电，电力来自光伏系统本身的发电。

而2018年的第七届世界光伏能源转换大会(WCPEC-7)上，日本可削减川本裕之等人首次提出静电清扫概念，研究人员希望开发一种使用静电来清洁灰尘的替代清洁系统，可以自动运行，不需要消耗品，没有机械运动部件，并且能耗极低。不过该理念最初是为空间应用开发的。

关注“祝融号”的小伙伴一定记得，从2021年5月起经过近一年的探测之后，2022年5月，祝融号按照原计划进入休眠状态。但预定2022年11月的唤醒时间过后至今，休眠的祝融号仍未被唤醒。

祝融号被唤醒只有同时满足两个条件，一是要有足够的能源，二是温度达标（零下15摄氏度以上）。预设的唤醒时间代表火星的冬天已过，但足够的能源则来自祝融号自带的太阳能发电。然而，虽然火星稀薄的大气无法有效保温，但刮起的沙尘暴只会比地球上的更强烈。

当沙尘暴来临时，一方面会导致地面可见光减少99%，另一方面也可能覆盖太阳能面板。当太阳能面板被沙尘完全遮盖时，即便有足够的阳光照射，也无法提供任何电能了，而这可能就是祝融号始终休眠的原因之一。事实上，从祝融号工作时的照片就可以看出，太阳能电池板表面有厚厚的积灰：

 

而当祝融号休眠7个多月后，更有可能表面已被积灰完全覆盖，透光率可能下降到“0”，太阳能电池板根本无法供电。

此时，如果能有可能帮太阳能电池板进行“清灰运维”，大概祝融号就可以马上被唤醒了。人工清洗不可能，带清洗机器人又太重，静电清灰，只需一根透明电极杆上，在电池板表面产生静电行波，由此产生的静电力将灰尘除去。

而这样的概念，如果应用到沙、戈、荒的大规模地面光伏电站，清扫的难度应该就降低了，机械清扫对组件表面的影响也能降到最低，清扫机械对组件的遮挡和对发电量的影响也能降到最低。

研究人员介绍，利用静电驻波去除积聚在光伏组件上的灰尘，这样的可拆卸清洁设备已经开发出来，并展示了高性能。通过应用低频高矩形波电压实现高清洁性能，当组件倾斜度高于 20°时，约 80% 的积尘会被清除。

这样的Idea，你喜欢吗？如果你见过，欢迎在文末留言。

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