一、 作品信息

作品名称： “智光能净”——光伏板超声波无水清洁装置

参赛单位： 楚雄师范学院

指导教师： 李美珍

团队成员： 高媛、余政洋、陈玉玲、李川川、吴叶舟

获奖信息： 第四届象新力杯－开放创新赛道自由选题类－一等奖

二、 作品介绍

随着全球能源转型加速，光伏发电已成为实现“双碳”目标的关键力量。预计2025年全球光伏装机量将突破1500GW，光伏电站广泛分布于沙漠、山间、海洋周边等复杂环境。然而，光伏板表面的灰尘、鸟粪、积雪等污染物会显著降低发电效率，传统清洁方式存在诸多痛点：干刷式易损伤表面、缩短寿命；水洗式依赖大量水资源且转动部件多；人工清洁成本高、效率低，尤其对于地处偏远、缺水地区的光伏电站，清洁维护成为巨大难题。

针对上述挑战，楚雄师范学院团队原创性开发了一款光伏板超声波无水清洁装置。该装置采用超声波高频振动技术，实现“零接触、无水耗、零人工”的清洁模式，可高效去除光伏板表面微米级污垢，且不损伤玻璃面板，为光伏电站提供了一种绿色、智能、低成本的运维解决方案。

三、 核心创新

1. 超声波无水清洁技术

装置摒弃传统刷洗、喷气等方式，利用超声波振子产生高频微振动，使污垢与光伏板表面产生剥离效应，配合定向气流将灰尘吹离，全程无需水、无接触、无磨损。这一技术从根本上解决了水资源匮乏地区光伏清洁难题，同时避免了机械划伤和涂层损坏，延长光伏板使用寿命。

2. 一体化可拆卸设计

团队采用3D打印技术制作样机，历经多次迭代优化：从初始小型可拆卸理念，到调整出风口覆盖范围、解决轨道与振子干涉问题、更换同步带轨道并优化重心稳定性，最终成功运行。成品具备轻量化、易携带、快速部署等特点，可适配不同规格的光伏阵列。

3. 远程遥控与无人化作业

装置支持遥控控制，无需人员现场看守，操作人员可在安全区域远程启动清洁程序。这一特性尤其适用于荒漠、屋顶、水面漂浮电站等人工难以到达的场景，大幅释放人力资源，让专业人才从事更高价值的运维管理工作。

四、 应用前景

本装置可广泛应用于大型地面光伏电站、分布式屋顶光伏、水面光伏电站、沙漠/戈壁光伏基地等场景。产品样机已被冠发集团购买，成功转入运行阶段，走出实验室迈向更成熟的运行。

据测算，全球光伏清洁市场空间广阔，本装置以“绿色技术”赋能光伏运维，可助力电站提升发电量、降低故障率、延长组件寿命，为全球碳中和目标贡献创新力量。