我国太阳能电池板清洗技术填补世界空白

2013-03-18 13:04:00来源: 华控能源 责任编辑：admin阅读次数：1161

日前，从山东济南传来消息，当地一企业成功探索出新型太阳能电池板“三位一体”清洗技术，填补了该领域的世界空白。消息传出，引发各界广泛关注。

“该项技术是我国光伏产业的重大喜讯，意味着我国太阳能发电厂每年至少能挽回数以亿计的损失！”一位新能源专家对此高度赞誉。

为了解其来龙去脉，记者进行了专门调查走访。

触目惊醒的损失：太阳能发电行业一年被灰尘吞噬2.5个亿

一粒灰尘代表什么？如果有人说代表每年流失的数以亿计的人民币，每个人都会惊讶不已！但事实的确如此。

“因为无法彻底解决电池板清洗问题，电池板实际发电效率只有17-18%左右，我们每年的损失在200万以上。”调研中，陕西榆林一家20MW太阳能光伏电站负责人不无苦恼的介绍。

该电站设计年发电量2000万度，按政府每度电补贴1元钱计，年收益可达2000多万元，但实际上他们根本拿不到这么多钱，导致这一问题的原因就是小小的灰尘。

事实上，小小的灰尘一直是降低太阳能电池板发电量的致命问题，即便是代表顶尖科技的太空探索也无法避免的受到这一问题的困扰。

美国“机遇”号空间探测器刚开始火星探测任务时，1.3米的太阳能电池板每天可以提供900瓦时的电能，然而到2010年6月，随着太阳能面板沾上火星灰尘，每天提供的电能降到了500到600瓦时，NASA不得不尽量让两台火星车停靠在朝南的斜坡上，让它们可以接受到更多的太阳光。

数据显示，2012年，我国光伏产业增速达到100%，全年设计发电量达到2吉瓦，而这也意味着2012年我国太阳能发电行业因为灰尘造成的损失高达2.5个亿！

束手无策的尴尬：高科技手段无力，传统方法无效

面对巨额经济损失，任何太阳能发电厂经营者都不可能无动于衷，到目前为止，并没有出现能彻底解决这一问题的良方。

调查显示，当前太阳能电池板清洗的主要方式分为人工水洗和工业清洗设备冲洗，但带来的新问题更让发电厂困惑。

“人工水洗工作效率太低，要保证所有电池板时刻保持清洁，我们至少需要二十名清洗工人不间断工作，而且脆弱的电池板能不能撑得住人的体重？”榆林这家发电厂负责人说。

那么工业清洗设备是否能有效解决这个问题呢？

调查显示，按照通常设计标准，每10MW电站配套工业清洗系最少需要一次性投资几百万元，可谓数额不菲。同时，高压水枪导致的大面积短路会造成发电效率降低。更为头痛的是冬季使用高压水枪产生的冰层会让严重弱化光学效应，特别是处于北方的太阳能发电厂这一顾虑更为严重。

“我们不可能花几百万买来一大堆半年不能用的设备！”东北某发电厂负责人说。

在美国，为解决这一问题，2012年休斯顿大学纳米能源研究院负责人物理学教授SeamusCurran开发了一种自清洁太阳能电池板涂层，据说该涂层可避免有害污染物接近，且不影响太阳能电池板吸收阳光的能力，但市场对此并不“感冒”，迄今为止该项技术仍处于试验室阶段，作为一项“概念性”产品被人提及。

那么山东这家企业是如何解决这项问题的呢？

现代家政服务公司的新挑战：太阳电池板清洗能不能做

记者前往山东济南调查发现，让人意外的是，这家探索出新型太阳能电池板清洗技术的企业并非人们想象中深不可测的高科技企业，也不是所谓的行业巨无霸，而是一家新兴现代家政服务公司—济南八九点家政服务公司。

该公司创立于2009年，是集家政服务及清洗相关产品研发、生产、销售及服务为一体的综合性家庭服务公司，也是中国青年创业国际计划（YBC）成员单位。

“2011年下半年，山东本地一家太阳能发电企业找到我们，问我们‘太阳能电池板清洗能不能做？’，这在当时对我们来说是一个全新的挑战，仔细研究后我们发现要做好这项业务并不容易，但从公司的定位和发展方向出发，我们不能拒绝这个挑战！”公司负责人柏鹏先生告诉记者。

柏鹏先生介绍，为解决这一问题，公司专门成立了项目组，并聘请太阳能电池板制造专家和相关学科大学教授组建了科研小组，针对太阳能电池板的特点和清洗要求进行专题攻关，经历了数十次现场调查分析和研究论证，最终确定了专用设备、特制清洗液、科学清洗规范“三位一体”的太阳能电池板清洗综合技术方案。

技术方案确定之后，如何付诸于实践成为关键性问题。

“三位一体”的背后：四项独家专利，过百万资金投入

“三位一体”说起来容易做起来难，每一“位”都面临重重困难。

“为让方案成为现实，我们成立了三个小组，每个小组配备三位专家领衔攻关。”柏鹏介绍。

据了解，为解决专用清洗设备问题，该公司和技术专家对从扫帚到工程设备在内的所有清洗设备都进行了逐一分析，最终研发出光伏电站设计专用的水电共轨全自动喷淋式清洗机。该清洗机清洗高度可以达到9米以上，整个作业无需攀爬，在重力作用下就可以正常工作。清洗机使用特别为太阳能组件设计的刷头，不磨损组件玻璃，保证将细小灰尘剥离组件表面，同时不会残留在刷头内避免二次污染。在研发过程中产生的三项核心技术目前均已得到国家专利保护。

而专用清洗液问题同样让项目小组大伤脑筋。最终项目小组借鉴Kern和Puotinen等人在N.J.Princeton的RCA实验室首创RCA湿式化学清洗法，深入分析太阳能电池板污垢的化学成分，在上千种配方中反复试验帅选，最终确定了专用清洗液配方，目前，这一配方已经提出专利申请。

清洗流程是看似没有技术含量，但编制的过程却异常复杂。“在人体行为学和清洗机使用特点的基础上，经过上百次修订，我们最终建立了一整套最精密的规范，可以说从清洗人员进入现场开始的一举一动，包括掌握清洗机的力度和角度都有详细的数据指标。”柏鹏先生介绍。

到去年底，“三位一体”的太阳能电池板清洗综合技术方案终于成为现实，而八九点家政服务公司在此期间累计投入资金过百万，动用专家、员工近百人。

实践检验结果：效果远远优于预期

“三位一体”的太阳能电池板清洗综合技术方案在研究过程中就得到了业内关注，宁夏、浙江、青海、江苏的大型太阳能发电厂纷纷联系，密切关注进展。去年底，得知技术方案经全部敲定后，均主动提出了试验要求，最终该项技术首先在宁夏发电集团太阳能光伏发电场首次应用。

“应用效果超出我们的设想！电厂实现了提升电池板发电效率、保护电池板性能、和降低清洗成本的‘三赢’。”柏鹏显得不无兴奋。

应用结果表明，使用“三位一体”的太阳能电池板清洗综合技术，电池板的投入、产出比例为1：：10，一个20WM的太阳能发电厂要始终保持电池板“全效”工作，每年所需花费不到50万元，既有效避免了人工传统方法清洗的低效率和人员、电池板安全问题，又节省了动辄数百万元但效果差强人意的工程清洗设备支出。

在宁夏成功应用的结果让济南八九点家政服务公司赢得了更多的关注。去年底开始，各地电话纷至沓来，最多一天达到二十个，其中大多数是大大小小的太阳能发电厂，也有期望加盟代理的投资创业者。让人意外的是，美国和日本十余家太阳能发电厂的电话也打来电话，意图了解技术细节并寻求技术转让。

“目前从设备到技术规范形成完整太阳能电池板清洗技术方案的，全球就我们一家。从保守商业机密和进一步提升技术方案质量的角度考虑，无论是对国内还是国外，转让、加盟都不是我们的选项。我们首先考虑的是如何满足国内太阳能发电厂的需求，让这项技术更好的为国内太阳能产业发展服务。”任柏鹏表示。

根据国家能源局《太阳能发电发展“十二五”规划》，到2015年，中国太阳能发电装机容量将是21吉瓦，年发电量达到250亿度；到2020年，装机总量将达到50吉瓦，同比测算，在未来，我国太阳能发电厂将因为该项技术增收数十亿元。

如此看来，新能源专家对其“我国光伏之喜”的评价一点也不为过。