1 清洁机器人的3种技术路线

1.1 单排清洁技术

       单排清洁技术是指清洁机器人仅能完成一排光伏组件的清洁，不能越排。国内对该技术研究深入，成果也较多，其中，高校和科研院所的研究主要集中在清洁机器人的结构设计和控制系统等方面。

1.2 跨排清洁技术

       已进行规模化应用的跨排清洁技术主要有车载清洁式和摆渡车式2 种。

       1) 车载清洁式机器人多采用有水清洁，清洁装置安装在工程车上，由工程车实现前后的跨排清洁。

1.3 便携式清洁技术

       分布式光伏电站存在障碍物多、排布不规则的问题，单排和跨排清洁机器人都无法完全清洁整个电站，但便携式清洁机器人可解决这一难点。

       便携式清洁机器人是在组件表面爬行过程中通过高速转动的毛刷来对组件表面进行清洁，通过行走轮的转速差实现机器人的转向。为防止清洁机器人从组件上跌落，多以人工现场控制为主，个别厂家正在研发基于视觉跟踪系统的位置判断技术。

       但便携式清洁机器人存在电池容量小的缺点，单块电池仅能清洁容量为0.8 MW 的组件;此外，在机器人清洁期间仍需要人工遥控指挥，智能化水平有待提高。

2 清洁机器人技术存在的问题及技术发展方向

2.1 存在的问题

       目前，所有厂家都致力于提高清洁机器人的越障和抗“自锁”能力，并研发了多种方案，比如，分散驱动、新型传动技术、机体结构优化等，但还未找到高性价比的解决方案。

       研究发现，当清洁机器人倾斜导致导向轮正压力过大及行走轮越障能力不足时，其易发生“自锁”。针对这一问题，一种可能的解决方案是：通过建立空间力系的平衡方程，优化毛刷分布密度、长度和硬度，行走轮直径和间距，导向轮数量、间距和直径，以及机器人框架的尺寸、驱动电机的输出扭矩等参数，并辅以电机控制算法，及时感知和调整行走轮状态，避免产生“自锁”。

2.2 技术发展方向

       对光伏组件进行清洁的清洁机器人技术的发展方向主要体现在以下几个方面：

       1) 细分应用场景：针对光伏电站的形式研发适用于不同应用场景的清洁机器人，场景可细分为大倾角式、平铺式、大幅面平铺式、平单轴跟踪系统等。

       2) 深入优化设计：研发方向集中在轻量化设计、零部件选材、驱动方式及算法、充电方式、越障算法等方面。

       3) 智能化：为清洁机器人建立云平台，共享设备运行参数、电站发电量、大气环境等大数据，辅以机器自学习算法，以提高设备的智能化。