傳統(tǒng)的光伏電站清洗方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，概括起來(lái)有以下幾種：
1)用水、刷子、吸塵器人工清潔：費(fèi)時(shí)費(fèi)力;
2)自清潔防污涂層：可降低灰塵附著力的超疏水涂層，或可提高表面潤(rùn)濕性的超親水涂層。缺點(diǎn)是涂層的耐久性和自清潔效果;
3)使用車(chē)輛或機(jī)器人手動(dòng)操作的灑水、噴水裝置：需要大量的水和運(yùn)維通道;
4)用超細(xì)纖維刷和吸塵器進(jìn)行機(jī)器人清潔：需要機(jī)器人運(yùn)行導(dǎo)軌或支架;
5)使用無(wú)人機(jī)進(jìn)行清潔：效率和周期。
據(jù)悉，一種新型的光伏電站清潔維護(hù)材料EDS膠膜(Electrodynamic Film)正在研發(fā)之中，該材料利用了電磁原理，通過(guò)讓組件表面的塵埃具有電磁性，并在電場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)離開(kāi)組件表面，從而維持組件表面的清潔。
一塊小組件上的EDS膠膜
波士頓大學(xué)Malay Mazumder研究團(tuán)隊(duì)一直在努力開(kāi)發(fā)和測(cè)試一種電磁(EDS)膜，能讓光伏組件表面保持清潔，同時(shí)大大減少了水和人力(或機(jī)器人)的使用。目前該項(xiàng)研究仍處于原型和測(cè)試階段，但很明顯這項(xiàng)技術(shù)很可能是最可行的長(zhǎng)期光伏電站清潔運(yùn)維解決方案。
EDS電磁膠膜的運(yùn)行原理
EDS電動(dòng)膠膜由嵌入在兩個(gè)透明介電層之間的一系列平行的透明導(dǎo)電電極組成，可以對(duì)其進(jìn)行翻新或集成到組件的表面。EDS膜可以產(chǎn)生一個(gè)行進(jìn)的電場(chǎng)，該電場(chǎng)將可讓組件表面的灰塵帶電并通過(guò)電場(chǎng)讓帶電灰塵顆粒產(chǎn)生移動(dòng)，清除表面的灰塵。這種清洗方法無(wú)需移動(dòng)部件或水，并且該系統(tǒng)可以由光伏電站本身的發(fā)電來(lái)供電，還可以通過(guò)編程周期性地運(yùn)行，或者由現(xiàn)場(chǎng)傳感器控制。
波士頓大學(xué)團(tuán)隊(duì)已通過(guò)各種現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)了一個(gè)5X5英寸的原型，并在Sandia Labs進(jìn)行了測(cè)試。桑迪亞(Sandia)測(cè)試主要針對(duì)膠膜導(dǎo)線(xiàn)的不同幾何形狀及導(dǎo)線(xiàn)的厚度、寬度、間距以及對(duì)PV組件光學(xué)性能的影響。
在經(jīng)過(guò)優(yōu)化配置之后，使用EDS系統(tǒng)進(jìn)行清潔的試驗(yàn)表面，能將光伏組件的輸出功率恢復(fù)到其正常輸出的95%，或者將集中式光熱發(fā)電太陽(yáng)鏡的鏡面反射率恢復(fù)到其原始反射率的90%。
結(jié)果表明，EDS電動(dòng)膠膜能為太陽(yáng)能電站的維護(hù)開(kāi)辟一種全新的思路，除了節(jié)省成本和用水， EDS薄膜還可以幫助光伏電站更穩(wěn)定地達(dá)到最佳發(fā)電性能。
EDS電磁膠膜的優(yōu)勢(shì)
桑迪亞實(shí)驗(yàn)室Sandia Labs研究員Julius Yellowhair稱(chēng)，使用EDS膠膜不僅可以節(jié)約用水，還可以根據(jù)需要進(jìn)行多次清潔，并一直保持表面高清潔度，從而提高電站的發(fā)電能力。與水清洗相比，Sandia Lab進(jìn)行了一些模擬，靠水清洗的組件發(fā)電能力一直在下降，直到被清洗后恢復(fù)，然后又再次下降。借助EDS，電站可以長(zhǎng)時(shí)間保持穩(wěn)定的清潔表面。
盡管測(cè)試結(jié)果令人鼓舞，但考慮到未來(lái)商業(yè)化生產(chǎn)和安裝后，EDS解決方案是否會(huì)被證明經(jīng)濟(jì)可行?研究人員認(rèn)為，在找到工業(yè)合作伙伴大規(guī)模生產(chǎn)EDS電動(dòng)膠膜之前，尚不清楚實(shí)際的總成本是多少。但研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，EDS電動(dòng)膠膜的運(yùn)行成本相當(dāng)?shù)土灰牧铣杀静桓哂诿科椒矫?0美元，EDS技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上就可行的。
目前研究團(tuán)隊(duì)與Eastman Kodak合作開(kāi)發(fā)了一個(gè)更大的30英寸乘30英寸的原型，以進(jìn)一步收集測(cè)試結(jié)果，并計(jì)劃在全球四個(gè)完全不同的太陽(yáng)能電站中進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以適應(yīng)各種灰塵類(lèi)型和環(huán)境。
