光伏發(fā)電是新能源開發(fā)和利用的主要形式之一，是當(dāng)下許多國(guó)家大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。光伏發(fā)電效率同太陽(yáng)能電池板的表面清潔度密切相關(guān)，問(wèn)題來(lái)了，怎么清潔太陽(yáng)能電池板？用水沖？等風(fēng)來(lái)？本文作者經(jīng)過(guò)專利檢索對(duì)光伏模塊清潔技術(shù)領(lǐng)域各類技術(shù)的專利申請(qǐng)狀況進(jìn)行了分析，一起來(lái)看。
原標(biāo)題：國(guó)內(nèi)光伏模塊清潔領(lǐng)域?qū)＠倩R放
光伏發(fā)電是新能源開發(fā)和利用的主要形式之一，是當(dāng)下許多國(guó)家大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)。光伏發(fā)電效率同太陽(yáng)能電池板的表面清潔度密切相關(guān)，由于太陽(yáng)能電池板長(zhǎng)期暴露在戶外，不可避免地受到日照雨淋等外界環(huán)境的污染，表面形成的粉塵污染層會(huì)影響光線的穿透率，從而大幅降低太陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率。因此，光伏發(fā)電企業(yè)都在尋求適宜的清潔技術(shù)對(duì)太陽(yáng)能電池板表面進(jìn)行清潔，保證發(fā)電效率，從而提高太陽(yáng)能發(fā)電站的經(jīng)濟(jì)效益。
筆者在專利檢索服務(wù)系統(tǒng)（CPRSABS）和德溫特世界專利索引數(shù)據(jù)庫(kù)（DWPI），對(duì)光伏模塊清潔技術(shù)領(lǐng)域從1995年1月1日至2016年5月31日的專利申請(qǐng)狀況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，以摸清國(guó)內(nèi)外在該技術(shù)領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)狀況，為國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)提供借鑒。
專利申請(qǐng)?jiān)鲩L(zhǎng)迅速
筆者對(duì)光伏模塊清潔技術(shù)在全球和中國(guó)的專利申請(qǐng)趨勢(shì)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，光伏清潔技術(shù)的專利申請(qǐng)起始時(shí)間較晚，申請(qǐng)量在2012年之前處于較低水平，在2012年之后呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)。究其原因，主要是光伏發(fā)電在20世紀(jì)90年代之后得以快速發(fā)展。長(zhǎng)期以來(lái)，業(yè)內(nèi)對(duì)該領(lǐng)域的技術(shù)研究主要集中于光伏組件的選擇、光伏逆變器的設(shè)計(jì)以及光伏控制策略，直到近幾年面板清潔除塵技術(shù)的研究才被逐漸關(guān)注。目前，多數(shù)已建成的光伏發(fā)電系統(tǒng)沒(méi)有配備專門的灰塵清理設(shè)施，主要依靠降雨、刮風(fēng)等自然作用對(duì)電池面板的積灰進(jìn)行清除，小型光伏電站則主要由人工進(jìn)行噴水除塵或掃塵，隨意性較大。因此，筆者認(rèn)為該領(lǐng)域清潔技術(shù)在原理、方法、新技術(shù)等方面都有待突破。
筆者對(duì)該領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外專利申請(qǐng)量排名前列的申請(qǐng)人分布情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，蘇州昊楓環(huán)?？萍加邢薰疽越^對(duì)優(yōu)勢(shì)占據(jù)國(guó)內(nèi)第一，國(guó)家電網(wǎng)公司和常州億晶光電科技有限公司位居第二和第三。國(guó)外主要申請(qǐng)人有夏普、SKYROBOT等，國(guó)外主要申請(qǐng)人在申請(qǐng)量上相差不大。
創(chuàng)新技術(shù)遍地開花
筆者經(jīng)檢索發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有專利中涉及多種太陽(yáng)能電池板的清潔技術(shù)，下面將對(duì)其中的主要技術(shù)進(jìn)行專利技術(shù)分解與重點(diǎn)專利介紹。
液體噴射清潔技術(shù)一般包括位于太陽(yáng)能電池板上方的液體噴射器，用于在太陽(yáng)能電池板表面上供給液體，液體噴射器可以是噴頭、噴霧器等。該技術(shù)采用高壓水來(lái)提高清洗效率，或采用流體收集器收集和引導(dǎo)太陽(yáng)能電池板表面的多余流體，以便循環(huán)利用。中國(guó)專利申請(qǐng)CN103904990A公開了一種太陽(yáng)能電池板的清洗裝置，集水槽可以在下雨時(shí)收集并儲(chǔ)存雨水，水泵直接從其中抽取雨水，并供應(yīng)給噴頭，噴頭就可對(duì)太陽(yáng)能電池板實(shí)施噴淋清潔。
風(fēng)力清潔技術(shù)是以壓縮空氣為清洗介質(zhì)或動(dòng)力源，通過(guò)空氣噴嘴吹起吸附在太陽(yáng)能電池板上的積灰來(lái)進(jìn)行清潔。中國(guó)專利申請(qǐng)CN105915170A提出了一種大型光伏電站電池板干式清洗系統(tǒng)及其控制方法，清潔噴頭可以包括壓縮空氣噴嘴和吸灰口，采用壓縮空氣吹掃，通過(guò)負(fù)壓吸附過(guò)程回收，并采用吸塵器收集積灰。
刮板式清潔技術(shù)一般包括能夠沿太陽(yáng)能電池板表面移動(dòng)的刮板、翼片、清潔刷、機(jī)械臂等，可進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。中國(guó)專利申請(qǐng)CN101515766A提出了一種能除塵、雪自動(dòng)追蹤太陽(yáng)發(fā)電結(jié)構(gòu)，包括在光電板上面裝置電動(dòng)雨括，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)雨括運(yùn)動(dòng)、電機(jī)正反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)光電板面上雨括扇形來(lái)回移動(dòng)，將太陽(yáng)能電池板表面清理干凈。
加熱清潔技術(shù)是將加熱元件設(shè)于太陽(yáng)能電池板的背面，控制器控制電熱元件發(fā)熱，使太陽(yáng)能電池板表面附著的雨雪融化并蒸發(fā)，從而保持表面光潔。
電磁清潔技術(shù)是使用灰塵檢測(cè)傳感器及成對(duì)的電極，通過(guò)檢測(cè)灰塵量對(duì)電極施加交流電，利用靜電力清除粉塵。
此外，該領(lǐng)域還存在利用遮擋物進(jìn)行清潔、采用自潔材料、通過(guò)電池板振動(dòng)或擺動(dòng)來(lái)進(jìn)行清潔以及多種清潔技術(shù)的組合等方式，以達(dá)到最優(yōu)的清潔效果。
筆者通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，光伏模塊清潔技術(shù)在2010年之前的專利申請(qǐng)主要以除塵刷等機(jī)械式除塵為主，之后則出現(xiàn)了大量的電磁除塵技術(shù)的專利申請(qǐng)。整體而言，光伏模塊清潔技術(shù)領(lǐng)域目前沒(méi)有嚴(yán)格清晰的技術(shù)軌跡可循，各類技術(shù)的專利申請(qǐng)基本處于齊頭并進(jìn)的態(tài)勢(shì)，并且大部分專利申請(qǐng)是采用多個(gè)清潔技術(shù)的組合，例如除塵刷與電熱絲相結(jié)合、除塵刷與吸塵相結(jié)合、除塵刷與噴淋器相結(jié)合等，以達(dá)到更好的清潔效果。 

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