把大厦清洁的知识用在清洁刷上
轨道上还配备了16只在太阳能电池板上滚动的轮子(图3)。这既可辅助机器人在电池板上横向移动,又可使每张电池板上有4只轮子滚过,起到分散机器人在电池板上的重量的作用。轨道和机器人的重量合计约为28kg。
图3:每张太阳能电池板有4只轮子来分散载荷要调整使轮子不致压到上下框架和金属件上。必要时还需要按照下图,在最上排电池板的框架上安装调节柱(摄影:日经BP社)
要调整使轮子避免碾压太阳能电池板的上下框架和架台的金属件。通过调整,清洁刷会更好地接触电池板表面,从而提高清洁能力。如果轮子碾压到金属件,会对电池板造成不必要的冲击。
在纵向(南北方向)上,清洁机器人会沿轨道上下移动。纵向的清洁范围约为3~7m。相当于电池板横向排列3~7排的阵列。
横向只要没有太大的缝隙,轨道可以直接平移。如果是3cm以下的缝隙,可以直接跨越,如果缝隙的宽度超出这个范围,则需要抬起来移动(图4)。
图4:可以直接跨越阵列之间3cm以内的缝隙当遇到更大的缝隙时,要抬起轨道移动(摄影:日经BP社)
阵列上的清洁机器人和轨道的移动可利用无线电控制操作。但是,如果横向存在约5度以上的倾斜,使用这种机器人清洁会比较困难。
运用大厦清洁经验最多的,是清洁刷及其驱动方法(图5)。能够清洁到框架、玻璃接缝等电池板的各个角落。
图5:清洁刷及其驱动方法运用了经验使用螺旋形状的清洁刷,使水和污垢向下坠落。上图为静止时,下图为清洁中(摄影:日经BP社)
使用螺旋状的清洁刷,使水和污垢能够向下坠落。据称,为了不损伤电池板并容易清除污垢,清洁刷的材料、形状、尺寸、旋转方式和速度等都作了改进。
发电量的增量效果能否大于清洁的耗费?
太阳能电池板设置在室外,持续暴露在自然环境中。鸟粪以及尘土、落叶、花粉、黄沙、火山灰的堆积等诸多因素,会致太阳能电池板表面脏污,可能导致发电效率降低。
有人说,在多雨的日本,即使表面沉积了污垢,雨水也会冲走电池板表面的附着物。
但是,倘若为了压缩间隔,增加设置的数量,而缩小太阳能电池板的设置角度,就会出现雨水冲不走尘土,在电池板上结块的情况。时间长了,有可能会影响发电量。
在百万光伏电站等设置大量电池板的光伏电站,清洁电池板的主流方式是使用高压清洁机和人工刷洗(图6)。
图6:使用高压清洁机及清洁刷人工清洁需要高昂的人工成本、长时间繁重的体力劳动(摄影:J·E·T)
这需要付出昂贵的人工成本,以及长时间繁重的体力劳动。而使用高压清洁机则伴随着压力过大,使太阳能电池单元(发电元件)有产生裂纹的风险。
该公司表示,人工清洁时,4人清洁1MW电池板,需要4~5天。因为需要站着操作高压清洁机、伴着水流进行刷洗,在感到疲劳之后,清洁的品质容易变得参差不齐。
而且还存在需要擦除电池板表面的水滴痕迹、覆盖电池板外周的框架和保护玻璃的边界容易积存污垢等课题。
而使用清洁机器人,这些课题就都不存在,可提高清洁品质。而且,如果发电量增加带来的增收效果超过清洁成本,采用的优点就比较突出。