【轨物洞见】光伏清洁机器人国内外研究及产业化现状

无论是集中式光伏电站还是分布式光伏电站，都部署在远离人群、环境恶劣的地方。在长时间没有受到清洗的情况下，灰尘、油污、鸟粪等会随着时间在光伏组件表面堆积，严重影响了整个光伏系统的发电效率和经济效益。

人力清洗的成本高昂，因此国内外众多机构对光伏清洁机器人的开发进行了深入研究，主要分为：履带式清洁机器人和挂轨式清洁机器人。

1、履带式光伏清洁机器人

履带式光伏清洁机器人是一种小型的光伏清洁机器人，类似于智能小车上搭载了光伏清洁工具。由于其轻便小巧的特点，大多运用于分布式光伏电站的清洗。图1展示的履带式光伏清洁机器人是一种设计紧凑、便于携带和操作的清洁设备，旨在解决光伏板清洁的便捷性和灵活性问题。这种机器人通常采用轻量化材料制造，具有自主导航和智能清洁功能，可以快速部署到各种光伏系统中进行清洁工作。其主要优点包括灵活性高、操作便捷、适用范围广泛，可以适应不同类型和规模的光伏电站，同时减少人工操作的需求，提高清洁效率。然而，履带式光伏清洁机器人的清洁能力可能不如固定式机器人，而且机器人可能面临电池寿命、移动稳定性、路线规划等方面的挑战，需要不断优化和改进。

2、挂轨式光伏清洁机器人

挂轨式光伏清洁机器人被安装在光伏板的轨道上，并通过沿着轨道运行来进行清洁任务。虽然安装成本较高，但这种机器人主要适用于大型集中式光伏电站。但是，当前主要存在的挑战之一是缺乏相应的监控手段，这导致在机器人出现故障时无法及时通知进行处理。

此外，挂轨式光伏清洁机器人的智能化功能，如自动巡航和远程操作，极大地提高了电站的管理效率和作业安全性。机器人可以按照预设的程序自动完成清洁任务，同时将清洁数据实时上传至云平台，供管理者进行分析和决策。这种智能化的运维方式不仅减少了人力成本，还提高了清洁作业的响应速度和准确性。

为减少成本，在单排挂轨式机器人基础之上，设计了机器人转运车，实现在机器人可以完成对如图3的多排光伏组件的清洗。

光伏清洁机器人的崛起标志着光伏电站运维管理进入了一个新时代。作为光伏电站的第四大核心组件，清洁机器人的出现显著提升了光伏板的发电效率和电站的经济效益。特别是在那些地形复杂、人迹罕至的光伏电站，挂轨式光伏清洁机器人以其独特的优势，成为了清洁作业的首选。根据表1的优缺点对比，挂轨式光伏清洁机器人的设计充分考虑了光伏电站的特殊环境和需求。它们能够在高空中稳定运行，通过悬挂在光伏板上方的轨道进行移动，有效避免了地面障碍物的干扰。这种设计使得机器人能够在恶劣的气候条件下，如沙尘暴、高温、高湿等环境下，依然保持高效的清洁作业，确保光伏板始终保持最佳的发电状态。

市场对光伏清洁机器人的需求量大，并且逐年提升。如表2所示，市场上参与企业有：以色列的Ecoppia Scientific Ltd、思拓新能源科技有限公司、合肥仁洁智能科技有限公司、杭州舜海光伏科技有限公司、上海伟匠机器人科技有限公司、深圳怪虫机器人有限公司、厦门兰旭科技有限公司、杭州轨物科技有限公司等。其中杭州轨物科技有限公司是一家专业从事嵌入式、物联网、人工智能等数字技术研发，为企业客户提供成熟的光伏清洁机器人的智能控制硬件和物联网平台解决方案，包括挂轨式机器人和履带式机器人解决方案。

此外，除了企业参与外，高校也在积极研究光伏清洁机器人，主要有兰州理工大学、天津理工大学、贵州大学、浙江大学、杭州电子科技大学。其中，杭州电子科技大学团队通过其在嵌入式系统、人工智能等领域的经验积累，自主研发了挂轨式光伏清洁人和履带式光伏机器人的电控和物联网远程监测系统，其研究成果已经在多家企业实现了产业化应用。同时为光伏清洁机器人技术的创新和应用提供了宝贵的学术支持和人才培养。通过与企业的合作，共同推动光伏清洁机器人技术的进步，满足市场对清洁能源的不断增长的需求。