研发成果发布｜当光伏板遇到无人机！北大智慧城市实验室发布D2PV智慧终端及两栖光伏清洗机器人

前言

随着技术不断成熟，无人机在摄影、安保等领域的广泛应用已经引起了国内外业界的广泛关注。近年来，对高楼外墙进行清洗的应用也在迅速发展。

早在2016年，美国佛罗里达州的Apellix无人机公司率先研发出了一款智能喷涂无人机——"工蜂"（Worker Bee），其功能包括通过压力清洗窗户。这标志着无人机技术在建筑清洗领域取得了重要突破。

2018年，澳大利亚高中生Oliver Nicholls成功研发了一台"窗户清洗无人机"，在国际科学和工程博览会（ISEF）上荣获Gordon E. Moore奖。这个成就推动了无人机清洗技术向前迈进了一大步，突显了年轻一代在推动科技创新方面的积极贡献。

由于技术的连贯性，这种无人机技术的应用不仅仅局限于建筑领域。随着社会需求的增加和科技的进步，我们不断致力于研发更加智能的无人机。D2PV智慧终端和两栖光伏清洗机器人是我们在光伏领域的最新创新，为光伏板清洗提供了更加高效、智能的解决方案。这些技术的推出不仅延续了无人机在建筑清洗方面的成功，同时也引领着无人机在光伏清洗领域的广泛应用，使得无人机在清洗技术中的角色更加多样化和全面化。为未来无人机技术在多个领域的发展奠定了坚实的基础。

为什么要使用D2PV？

传统的人工清洗方式存在诸多问题，包括成本高、周期长、效率低、水资源浪费严重等。人工操作时，易受力不均匀影响，容易导致光伏电板刮痕或隐裂。尤其是水洗过程中，无法精确掌控水压变化，高水压虽然有助于提高清洗效果，但也可能对光伏电板造成不良冲击。

人工清洗

光伏面板需要自行晾干，表面可能残留水渍，形成微型阴影遮挡，影响发电效率。人工清洗工作存在高风险、高难度，现场频繁发生踩坏组件的情况，容易导致组件隐裂，进而影响电池组件的寿命，同时也存在运维人员安全难以保障的问题。

高压清洗车

是一种替代方案，但其使用和采购成本较高，同时对光伏组件的陈列有较高要求，限制了其广泛应用。

单排清洗技术

该技术对光伏组件安装精度要求严格，一旦组件出现高低落差或倾斜安装，清洗机器人可能由于行走不协调而导致“自锁”。

跨排清洗技术

现场施工量大、施工周期长，对轨道载体的平整度要求高，同时在复杂的环境和地形地貌下成本急剧增加。性价比、环境适应性及稳定性等问题限制了该类产品的发展前景。

人工清洗

高压清洗车

单排清洗技术

跨排清洗技术

因此，为解决这些问题，我们提出采用D2PV智慧终端及两栖光伏清洗机器人。这一创新解决方案不仅提高了清洗效率，降低了维护成本，还能够避免传统清洗方式可能导致的光伏电板损害和安全风险。

D2PV智慧终端及两栖光伏清洗机器人

成果功能特点

D2PV智慧终端的功能特点
数据采集	收集光伏板的性能数据，如电压、电流和温度。这有助于实时监测系统的运行状况，提供基础数据用于优化和故障排除。
远程监控	通过互联网实现远程监控，使用户能够随时随地查看太阳能系统的状态。这提高了系统管理的灵活性和便利性。
性能优化	自动调整设置以最大化能源产出，可能包括调节光伏板的角度、管理电池存储等。这有助于提高太阳能系统的效率。
故障诊断	识别系统中的问题并发出警报，使运维人员能够及时采取措施，降低维护成本和系统停机时间。

综合来看，D2PV智慧终端的主要目的是提高太阳能系统的效率和可靠性，同时降低维护成本和复杂性。

路径规划

具备智能路径规划功能，能够有效覆盖光伏组件区域，确保全面而高效的清洗覆盖。

光伏建图

光伏建图功能通过无人机高精度扫描，实现光伏板布局精确地图化。

多环境适应性

具有两栖特性，能够在不同的环境中工作，包括近水面或潮湿条件。这增加了清洗无人机的适用性。

两栖光伏清洗机器人工作流程

鸟粪识别及准确降落

无人机识别鸟粪后，精确导航并稳定降落至光伏板，执行精细清洗操作，提高维护效率。

自动清洗

无人机能够独立完成清洗任务，无需人工干预。这提高了清洗效率，减少了人力资源的需求。

光伏板行走

光伏清洗机器人配备无人机和履带，能在光伏板上平稳行走，有效清洗。

洗后离开

无需人工干预即可完成任务并返回基地。这降低了人力成本，同时提高了操作的便捷性和效率。

结语

北大智慧城市实验室团队联合中国地质大学（武汉）陈奇副教授团队研发的D2PV智慧终端及两栖光伏清洗机器人成果，通过D2PV智慧终端的系统性能优化和两栖光伏清洗机器人的高效清洗解决方案，共同为用户提供智能、高效、自动化的太阳能系统管理和维护，从而提升系统的效率和可靠性。

北大智慧城市实验室

北大智慧城市实验室隶属于北京大学城市规划与设计学院，旨在研究城市人车机流的立体监测模拟及其对城市环境的影响分析，以创新数字孪生技术和人工智能推动城市碳中和进程，优化城市流动性，提升多维流动的共生价值。

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材料整理 | 陈钰婷

内容排版 | 陈钰婷

内容校审 | 冯思雨