对现代人而言，光伏发电并不陌生，这种更为清洁的能源越来越受到人们的青睐。我国已经成为全球光伏行业中占比规模最大的国家。随着光伏发电板的装机量不断增加，同时也带来了诸多挑战。

由于光伏板安装在户外，所以要经历岁月的变迁和环境的污染。对光伏电站来说，尘埃污染是影响发电量的重要因素，因此在光伏电站运行维护中，光伏组件的清扫工作尤为重要。

针对目前我国的光伏清洁效率低、清洁效果差、清洁成本高等行业痛点，山西行云蔚来科技有限公司青年科研团队围绕太阳能光伏发电板清洁机器人开展研究。他们立足于市场发展现状，设计出一款适应性更强，可以适用于不同应用场景的清洁机器人。这一名为“光伏卫士”的创新项目在第八届“创青春”山西青年创新创业大赛中摘得科技创新初创组三等奖。

发现问题 解决问题

“国外的太阳能板清洗机器人大多是爬行式结构，这种结构不方便移动，而且清洁效率也比较低。”“光伏卫士”项目团队带头人闫戈伦说。

闫戈伦毕业于中北大学电子科学与技术专业，在校期间沉心于电子技术研究，与志同道合的朋友们组建团队一起钻研，曾成功转化两项知识产权，获太原市“优秀创业者”称号。毕业后，他在经开众创的扶持下萌生了创业想法，在山西综改区成立了科技公司，专注于光伏清洁及绿色能源的技术开发及服务。

“国外的爬行式机器人主要针对国外光伏发电厂光伏板数量少的特点，作业时间长，清洗面积小，并不适合国内的光伏发电厂。”闫戈伦解释说，我国的光伏发电厂规模一般较大，需要更为高效的清洁机器人，并且针对地处恶劣环境的光伏发电厂，只依靠毛刷的滚动清洗难以实现好的清洗效果。而且机器人的移动范围、实用性、清洗工艺、效率以及高昂的成本等关键问题都制约了爬行类清洗机器人在国内的发展。

“相比于国外相对发达的机器人产业来讲，中国在机器人领域的研究整体起步较晚，在上世纪70年代初才开始研发。目前国内开发的车载式清洁机器人多存在一些缺陷。”闫戈伦举例说，比如，行驶作业速度不均匀；清洗工作装置与太阳能板间距及高度距离调节滞后严重；需要大量用水；车身不具备调平功能；路面不平时工作装置摆动过大等，这些都无法实现高效行走清洗作业的需求。

“如果在不是很平坦的地面上行驶，车身可能会与太阳能发电板有明显撞击，而且大部分光伏发电站地处地形复杂地带，并不适合车载机器人作业，导致人工作业成本高、难度大、危险系数高并且清洗效果差等弊端。”闫戈伦认为，做科研，就是发现问题、解决问题的过程。面对行业痛点，他带领团队成员，致力立足市场发展现状，设计出一款适应性更强，可以适用于不同应用场景的可拓展智能光伏发电板清洁机器人。

智能高效 节约成本

“我们研发的这款清洁机器人适用于大规模光伏发电板阵列清洗，另一方面经过升级改进也可推广用于家用照明设备等家用光伏发电板清洁，应用领域非常广阔。”闫戈伦介绍，他们研发的这款产品符合我国实际需求，更加符合我国国民经济生产水平，适应性好、清洗效率更高、清洗效果更好、投资成本回收快，可以完成对光伏发电板的高效清洗。

那么，“光伏卫士”究竟是如何实现高效清洁的呢？闫戈伦介绍说，团队从机械结构设计、驱动控制系统设计以及通讯协议设计三方面进行主要创新设计。这款产品打破传统由点及面的擦拭方法，提出一种崭新的清洁概念，在运动模块的设计中采用一种创新型“由线及面”的自动化擦拭方式，大大提升了机器人的清洁效率和清洁效果。同时设备擦拭范围具有可拓展性，可适应不同规格的光伏板清洁工作。

“不用专门跑现场，坐在办公室里点一点手机就能实现光伏组件的清理。”设备与设备的联动基于物联网控制技术，用户可以实现一键智能清洁，保证用户以零工作量解决光伏面板清洁的难题。同时通过整体机械结构的设计，保证机器人的适应能力更强。开发的CRbus总线协议，可以使主机—从机完成自动轮询检查，提升维护和检修的效率，降低维护成本，同时可以优化框架式的复杂结构，避免高昂的安装成本和生产成本。

“总之，我们研发的这款清洁机器人尽可能地实现了投资回收成本周期快，清洗效率高、清洗效果好、高度智能化、低能耗和绿色环保。”闫戈伦说。

前景广阔 未来可期

随着“2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和”的“双碳目标”承诺做出，消减化石能源消耗、大力发展风电、太阳能发电等清洁能源是趋势不可逆转。

“在‘十四五’发展规划中光伏发电装机量将倍速增加，目前我国光伏发电的装机量在不断增加，并且将在今年得到井喷式增长。”闫戈伦说，中国不仅是全球最大的光伏市场，还拥有全球最大的光伏发电产业链。2021年，光伏制造端产值和光伏产品出口均创历史新高。然而，随着光伏电站的大量建设，另外一些运行维护中的需求也凸显了出来，那就是光伏组件的清洁。业内认为，市场亟需技术成熟度较高的光伏清洁产品，其潜在的市场空间可达数十亿元。

“毫无疑问，未来在光伏智能运维的过程中，清扫机器人将成为其中重要的组成部分。”闫戈伦对光伏清洁机器人项目的未来发展充满信心。他分析说，发展集中式光伏和分布式光伏是大势所趋，新能源全额发电正在实现当中，要全面提高发电量，要提升光伏太阳能电站项目的投资收益率，采用光伏清扫机器人就是光伏电站投资者必须要考虑的标准配置。未来，他们将制定以“产品+服务”为核心的协同发展的商业模式，以产品为导向，支持订制化服务，推行产品免费、服务收费的共享经济发展模式。

“预计在未来三年内我们的毛利润可达千万元，并且对外我们将积极拓展业务渠道，致力于产品推广、品牌树立，尽早实现产品的规模化量产、实现清洁能源行业深度发展。”闫戈伦表示，未来在光伏智能运维的过程中，清洁机器人将成为其中重要的组成部分。在“碳中和”的目标下，清洁能源发展前景可期，光伏清扫机器人有望进一步受益，从而迈入高增长阶段。

原标题：“光伏卫士”让光伏板清洁更加简单高效