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國(guó)能黃驊光伏電站實(shí)證：小灣智能無人值守器人實(shí)現(xiàn)日均增發(fā)20.44%

2026-07-22 15:36:34 中國(guó)能源網(wǎng)
14MW屋頂光伏75天全周期對(duì)照實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)布，為工商業(yè)分布式光伏智慧運(yùn)維提供可復(fù)制標(biāo)桿實(shí)踐
 
一、項(xiàng)目背景：直擊屋頂光伏積塵降效痛點(diǎn)，啟動(dòng)嚴(yán)謹(jǐn)對(duì)照實(shí)證
 
為落實(shí)“雙碳”戰(zhàn)略，深挖分布式光伏發(fā)電潛力，破解工業(yè)廠區(qū)屋頂光伏長(zhǎng)期積塵、人工清洗成本高、清潔頻次不足、發(fā)電效率持續(xù)衰減行業(yè)難題，國(guó)家能源集團(tuán)黃驊光伏電站聯(lián)合山東銀華小灣智能科技有限公司，于2026年1月—3月在河北滄州黃驊鐵路裝備屋頂光伏廠區(qū)，開展光伏組件智能清洗對(duì)照實(shí)驗(yàn)，以真實(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)量化無人值守干掃機(jī)器人的發(fā)電增益效果，為工商業(yè)屋頂光伏標(biāo)準(zhǔn)化智能運(yùn)維提供實(shí)證依據(jù)。
 
項(xiàng)目總裝機(jī)容量14MW，覆蓋機(jī)車檢修聯(lián)合廠房、機(jī)車調(diào)試廠房、貨車轉(zhuǎn)向架聯(lián)合廠房、貨車鋼結(jié)構(gòu)檢修廠房、電機(jī)檢修廠房五大廠房屋頂。本次試點(diǎn)選取電機(jī)檢修廠房屋頂作為核心實(shí)驗(yàn)區(qū)域，場(chǎng)地以自然降塵污染為主，工況具備全國(guó)工商業(yè)屋頂光伏普遍代表性。
 
傳統(tǒng)人工運(yùn)維模式存在多重短板：組件表面積灰遮擋光照，光電轉(zhuǎn)換效率持續(xù)下滑；高空人工清洗安全風(fēng)險(xiǎn)高、耗水量大、單次清洗后發(fā)電增益衰減速度快，且受人力成本限制無法實(shí)現(xiàn)高頻常態(tài)化清潔。本次實(shí)驗(yàn)采用平行對(duì)照測(cè)試模式，對(duì)照組維持自然積塵+階段性人工清洗模式，實(shí)驗(yàn)組搭載全自動(dòng)干掃機(jī)器人每日高頻清潔，在統(tǒng)一環(huán)境基準(zhǔn)下客觀對(duì)比兩種運(yùn)維方案的發(fā)電收益差異。
 
二、實(shí)驗(yàn)科學(xué)設(shè)計(jì)：分組隔離、統(tǒng)一基準(zhǔn)，保障數(shù)據(jù)客觀可信
 
本次實(shí)驗(yàn)完整周期共計(jì)75天，其中1月有效樣本22天、2月22天、3月31天。實(shí)驗(yàn)嚴(yán)格篩選同廠區(qū)、同朝向、同光照、同支架傾角的逆變器機(jī)組劃分兩組，統(tǒng)一組件規(guī)格，最大程度消除環(huán)境變量干擾，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)公平有效。

 
圖1 試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)廠區(qū)：電機(jī)檢修屋頂-圖最側(cè)圖紅色區(qū)域
 
（一）機(jī)器人配置
 
對(duì)照組（18臺(tái)逆變器：3N1~3N9、4N1~4N9）
 
合計(jì)千余塊光伏組件，實(shí)驗(yàn)1—2月全程不開展清洗作業(yè)，僅在3月中旬執(zhí)行一次不定期人工水洗；后期數(shù)據(jù)分析時(shí)，將對(duì)照組日均發(fā)電量統(tǒng)一換算至442塊組件基準(zhǔn)，與實(shí)驗(yàn)組數(shù)據(jù)對(duì)標(biāo)核算。
 
實(shí)驗(yàn)組（2臺(tái)逆變器：6N6、6N7）
 
總組件442塊，部署1套小灣智能H1Pro標(biāo)準(zhǔn)版無人值守干掃機(jī)器人系統(tǒng)。配套光伏無線充電基站、16組連接橋，連通17個(gè)光伏陣列，整體清掃覆蓋面積2029㎡，對(duì)應(yīng)光伏裝機(jī)容量410.9kW。
 
機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)規(guī)則：周一至周五每日11:00啟動(dòng)干掃，每日清掃2次；設(shè)置17:00至次日10:59為禁掃時(shí)段，規(guī)避低光照、低溫時(shí)段作業(yè)。全程自主行走、跨陣列移動(dòng)、自動(dòng)回充，無需人工到場(chǎng)干預(yù)，全程干掃無水資源消耗。
 
其中6N7存在4串組件清掃覆蓋缺失，專門用于對(duì)比清洗完整度對(duì)發(fā)電量的影響，形成組內(nèi)對(duì)照參照。

 
圖2 小灣智能無人值守H1Pro安裝部署位置

 
圖3 小灣智能無人值守H1Pro作業(yè)實(shí)拍現(xiàn)場(chǎng)
 
（二）統(tǒng)一數(shù)據(jù)分析方法
 
全程采集兩組逆變器每日實(shí)際發(fā)電量（單位kWh），以對(duì)照組組件數(shù)量換算至實(shí)驗(yàn)組442塊統(tǒng)一基準(zhǔn)，計(jì)算日均增發(fā)量、增發(fā)比例；同步按照月度、晴天/多云/陰天/雨雪四類氣象、完整清掃/局部漏掃三大維度分類統(tǒng)計(jì)，形成完整量化數(shù)據(jù)庫(kù)，所有原始發(fā)電數(shù)據(jù)云端留存，可溯源、可復(fù)核。
 
三、實(shí)驗(yàn)全過程紀(jì)實(shí)：無人值守全自動(dòng)清掃，數(shù)字化全程管控
 
實(shí)驗(yàn)廠區(qū)屋頂搭建一體化智能清掃硬件系統(tǒng)，機(jī)器人依靠無線充電基站自主補(bǔ)能，連接橋?qū)崿F(xiàn)跨陣列無障礙移動(dòng)，純物理滾刷干掃清除表面浮塵，無水資源消耗、無化學(xué)藥劑殘留，適配廠區(qū)屋頂無供水條件場(chǎng)景。
 
運(yùn)維人員通過線上管理后臺(tái)可遠(yuǎn)程預(yù)設(shè)清掃周期、劃定禁掃時(shí)段，設(shè)備每次作業(yè)自動(dòng)生成標(biāo)準(zhǔn)化清潔報(bào)告，完整記錄清掃啟動(dòng)時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、清掃時(shí)長(zhǎng)、清掃面積、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、巡檢故障信息。75天全部清掃操作、每日發(fā)電數(shù)據(jù)、氣象記錄同步存檔，實(shí)現(xiàn)全流程數(shù)字化管控。
實(shí)驗(yàn)期間工作人員持續(xù)記錄每日光照、氣溫、雨雪等氣象條件，完整覆蓋冬春交替全工況，區(qū)分晴天、多云、陰天、雨雪場(chǎng)景單獨(dú)統(tǒng)計(jì)，規(guī)避單一天氣造成數(shù)據(jù)失真，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論具備普適參考價(jià)值。

 
圖4 小灣智能無人值守H1Pro任務(wù)設(shè)置和清掃報(bào)告
 
四、核心實(shí)驗(yàn)成果：多維度實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)證智能清掃顯著增效
 
（一）75天全周期綜合增發(fā)效果
 
全周期實(shí)測(cè)匯總數(shù)據(jù)顯示，機(jī)器人高頻干掃實(shí)驗(yàn)組相較換算后對(duì)照組核心指標(biāo)如下：
 
1. 日均發(fā)電量平均提升20.44%，日均增發(fā)電量99.24 kWh；
 
2. 單日最高增發(fā)比例達(dá)55.12%，僅雨雪極端天氣出現(xiàn)小幅負(fù)增長(zhǎng)，最低增發(fā)比例-4.12%；
 
3. 經(jīng)數(shù)據(jù)模型推算，1MW光伏電站全年采用無人值守高頻干掃方案，年度可提升發(fā)電量約22.8萬(wàn)度。
 

 
圖5對(duì)照組-實(shí)驗(yàn)組發(fā)電數(shù)據(jù)分析表（75天對(duì)照實(shí)驗(yàn)）

 
圖6 對(duì)照組vs實(shí)驗(yàn)組日均發(fā)電量趨勢(shì)對(duì)比折線圖（75天對(duì)照實(shí)驗(yàn)）
 
（二）月度增發(fā)規(guī)律：光照越強(qiáng)、積塵越重，清掃收益越高
 
1月（22天樣本）：晴天占比高，冬季太陽(yáng)高度角低，灰塵遮光對(duì)發(fā)電影響顯著，平均增發(fā)率27.81%，日均增發(fā)105.49kWh，全周期增效效果最優(yōu)；
 
2月（22天樣本）：多云、陰天天氣增多，平均增發(fā)率26.79%，較1月小幅回落1.98個(gè)百分點(diǎn)，單日最大增發(fā)47.03%；
 
3月（31天樣本）：氣溫回升，組件積灰速度加快，雨雪天氣頻發(fā)，雨水自然清潔抵消部分發(fā)電增益，平均增發(fā)率降至14.58%；少數(shù)雨雪日增發(fā)為負(fù)值，但晴天單日最高增發(fā)仍可達(dá)38.11%。

 
圖7 按月增發(fā)電量數(shù)據(jù)圖表

 
圖8 晴天、多云、陰天、雨雪天氣增發(fā)數(shù)據(jù)圖表
 
整體月度增發(fā)呈現(xiàn)1月＞2月＞3月遞減趨勢(shì)，季節(jié)積灰速度、自然降水是影響清洗增益的兩大核心變量。
 
（三）不同天氣工況增發(fā)表現(xiàn)
 
晴天（40個(gè)樣本日）：平均增發(fā)24.25%，充足光照下清潔組件發(fā)電優(yōu)勢(shì)完全釋放，是開展清掃作業(yè)、獲取最高收益的最優(yōu)窗口期；
 
多云（26個(gè)樣本日）：平均增發(fā)19.25%，云層遮擋削弱總發(fā)電量，但散射光環(huán)境下清潔組件依舊保持穩(wěn)定增效；
 
陰天（8個(gè)樣本日）：平均增發(fā)18.75%，弱光環(huán)境下仍可實(shí)現(xiàn)正向發(fā)電收益；
 
雨雪天氣（1個(gè)樣本日）：雨水自帶自然清潔效果，平均增發(fā)僅0.55%，清洗增量?jī)r(jià)值大幅縮水，可適當(dāng)拉長(zhǎng)清掃間隔。
 
（四）清掃覆蓋范圍對(duì)照：全覆蓋清掃發(fā)電優(yōu)勢(shì)突出
 
實(shí)驗(yàn)組內(nèi)部6N6（完整無死角清掃）、6N7（缺失4串組件清掃）75天數(shù)據(jù)對(duì)比：6N6發(fā)電量高于6N7共計(jì)60天，占總天數(shù)80%，日均發(fā)電量高出18.89kWh。數(shù)據(jù)直觀證明，組件清掃必須實(shí)現(xiàn)全陣列無遺漏覆蓋，局部漏掃會(huì)直接拉低整組發(fā)電收益，是智能清掃部署的關(guān)鍵控制點(diǎn)。
 
（五）智能干掃與人工清洗長(zhǎng)效效果對(duì)比
 
實(shí)驗(yàn)同步驗(yàn)證兩種清潔模式長(zhǎng)效性差異：人工水洗僅短期提升發(fā)電，清洗完成3天后發(fā)電增益快速衰減；而機(jī)器人每日2次高頻干掃可持續(xù)維持組件潔凈度，長(zhǎng)期穩(wěn)定保持20%左右增發(fā)水平，徹底解決傳統(tǒng)人工清洗頻次不足、效果不持久的行業(yè)痛點(diǎn)。
 
五、實(shí)驗(yàn)核心結(jié)論與行業(yè)落地建議
 
（一）實(shí)證核心結(jié)論
 
1. 北方工業(yè)屋頂光伏采用無人值守高頻干掃機(jī)器人增效效果明確，75天全周期平均增發(fā)20.44%，增發(fā)收益可觀，設(shè)備投入可通過增量發(fā)電量快速回收；
 
2. 清潔發(fā)電收益與光照強(qiáng)度正相關(guān)，晴天運(yùn)維投資回報(bào)率最高，雨雪天氣可適度降低清掃頻次，優(yōu)化運(yùn)維成本；
 
3. 組件清掃全覆蓋是保障發(fā)電增益的基礎(chǔ)，局部組串清掃缺失將大幅削弱整體發(fā)電水平；
 
4. 自動(dòng)化高頻干掃對(duì)比傳統(tǒng)人工清洗，具備長(zhǎng)效穩(wěn)定增效、無水耗、無高空作業(yè)安全風(fēng)險(xiǎn)、24小時(shí)無人值守多重優(yōu)勢(shì)，高度適配工業(yè)廠區(qū)分布式光伏運(yùn)維場(chǎng)景。
 
（二）項(xiàng)目推廣落地建議
 
1. 優(yōu)化運(yùn)維調(diào)度策略：冬春少雨晴天時(shí)段保持高頻清掃；雨雪天氣結(jié)束后適當(dāng)延后清掃，最大化度電增收收益；
 
2. 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)備部署：屋頂配套智能清掃系統(tǒng)時(shí)，通過連接橋打通全部光伏陣列，杜絕組串清掃盲區(qū)；
 
3. 全行業(yè)場(chǎng)景復(fù)制：本次黃驊鐵路工業(yè)屋頂實(shí)證數(shù)據(jù)可直接復(fù)用至制造廠房、物流園區(qū)、大型廠區(qū)等同類工商業(yè)屋頂光伏項(xiàng)目，作為智慧運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)化落地參考。
 
六、項(xiàng)目示范價(jià)值
 
本次國(guó)家能源集團(tuán)聯(lián)合山東銀華小灣智能開展的對(duì)照實(shí)驗(yàn)，依托75天連續(xù)不間斷實(shí)測(cè)，完整量化北方工業(yè)屋頂自然降塵場(chǎng)景下高頻干掃機(jī)器人的發(fā)電增益，填補(bǔ)了該場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)證數(shù)據(jù)空白。
 
項(xiàng)目依托自動(dòng)化、數(shù)字化智能裝備，推動(dòng)光伏運(yùn)維模式從“定期人工清洗”向“無人值守常態(tài)化智能清潔”轉(zhuǎn)型，在安全生產(chǎn)、節(jié)水環(huán)保、發(fā)電增效、降本控費(fèi)四大維度實(shí)現(xiàn)多重突破，為國(guó)內(nèi)分布式光伏智慧運(yùn)維打造可復(fù)制、可量化、可落地的標(biāo)桿實(shí)踐。項(xiàng)目以新能源運(yùn)維科技創(chuàng)新持續(xù)挖掘光伏電站發(fā)電潛力，助力能源企業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型，為全國(guó)工商業(yè)光伏智慧運(yùn)維升級(jí)提供清晰實(shí)踐路徑。



責(zé)任編輯： 江曉蓓