摘 要
太阳能光伏板作为可再生能源技术的重要组成部分，在全球能源转型中发挥着关键作用。然而，光伏板表面的污染和老化问题会显著降低其发电效率，因此清洁与维护技术的研究显得尤为重要。本研究旨在探索高效、经济且环保的光伏板清洁与维护方法，以提升光伏系统的长期性能和经济效益。研究采用实验分析与数值模拟相结合的方式，对不同清洁材料、清洗方式及维护策略进行了系统评估，并结合实际应用场景验证了其可行性和效果。结果表明，基于纳米涂层技术的自清洁方案能够有效减少灰尘附着，提高光伏板的抗污能力；同时，优化后的自动化清洗设备在降低人工成本的同时，显著提升了清洁效率和均匀性。此外，通过建立光伏板性能衰减模型，提出了针对性的预防性维护策略，进一步延长了光伏板的使用寿命。本研究的创新点在于首次将纳米材料与智能清洗技术相结合，提出了一种综合性的光伏板清洁与维护解决方案，为行业提供了新的技术参考。研究的主要贡献在于不仅明确了清洁与维护技术对光伏系统性能的关键影响，还为未来相关技术的发展方向提供了理论支持和实践指导，具有重要的学术价值和应用前景。
关键词：太阳能光伏板；清洁与维护技术；纳米涂层；自动化清洗；性能衰减模型
Abstract
Solar photovoltaic (PV) panels, as a critical component of renewable energy technologies, play a pivotal role in global energy transition. However, the issues of surface contamination and aging can significantly reduce their power generation efficiency, highlighting the importance of research on cleaning and maintenance technologies. This study aims to explore efficient, cost-effective, and environmentally friendly methods for PV panel cleaning and maintenance to enhance the long-term performance and economic benefits of PV systems. By integrating experimental analysis with numerical simulation, this research systematically evaluates various cleaning materials, washing methods, and maintenance strategies, while validating their feasibility and effectiveness in real-world application scenarios. The results indicate that self-cleaning solutions based on nanocoating technology can effectively minimize dust adhesion and improve the anti-pollution capability of PV panels. Furthermore, the optimized automated cleaning equipment not only reduces labor costs but also significantly enhances cleaning efficiency and uniformity. Additionally, by establishing a performance degradation model for PV panels, targeted preventive maintenance strategies are proposed, further extending the service life of the panels. The innovation of this study lies in its pioneering integration of nanomaterials and intelligent cleaning technologies, offering a comprehensive solution for PV panel cleaning and maintenance, which provides new technical references for the industry. The primary contribution of this research is not only clarifying the critical impact of cleaning and maintenance technologies on PV system performance but also providing theoretical support and practical guidance for the future development of related technologies, demonstrating significant academic value and application potential..
Key Words：Solar Panel；Cleaning And Maintenance Technology；Nano Coating；Automated Cleaning；Performance Degradation Model
目 录
摘 要 I
Abstract II
第1章 绪论 1
1.1 太阳能光伏板清洁与维护的研究背景 1
1.2 太阳能光伏板清洁与维护的研究意义 1
1.3 国内外研究现状综述 2
1.4 本文研究方法与技术路线 2
第2章 太阳能光伏板清洁与维护的关键问题分析 4
2.1 光伏板表面污染的成因及影响 4
2.2 清洁技术对光伏效率的影响机制 4
2.3 维护技术在延长光伏板寿命中的作用 5
2.4 当前清洁与维护技术存在的挑战 6
第3章 太阳能光伏板清洁技术的研究 7
3.1 物理清洁技术的应用与优化 7
3.1.1 手动清洁工具的选择与改进 7
3.1.2 自动化清洁设备的设计原理 7
3.1.3 气流清洁技术的适用性分析 8
3.1.4 纳米涂层技术在防污中的应用 8
3.2 化学清洁技术的可行性研究 8
3.2.1 清洁剂成分对光伏板的影响 9
3.2.2 酸碱环境下的材料兼容性测试 9
3.2.3 生物降解型清洁剂的研发进展 9
3.2.4 化学残留对光伏性能的长期影响 10
3.3 新兴清洁技术的探索与评估 10
3.3.1 激光清洁技术的实验验证 11
3.3.2 超声波技术在光伏板清洁中的应用 11
3.3.3 等离子体技术的潜力分析 11
第4章 太阳能光伏板维护技术的研究 13
4.1 光伏板老化机理与检测技术 13
4.1.1 材料老化的主要表现形式 13
4.1.2 非破坏性检测技术的应用 13
4.1.3 数据驱动的老化预测模型 14
4.1.4 实时监测系统的开发与部署 14
4.2 维护策略对系统可靠性的提升 14
4.2.1 定期维护计划的设计原则 15
4.2.2 故障诊断技术的实施路径 15
4.2.3 维护成本与效益的平衡分析 15
4.2.4 基于大数据的智能维护方案 16
4.3 特殊环境下的维护技术研究 16
4.3.1 沙漠地区光伏板的维护挑战 16
4.3.2 海洋环境下防腐蚀技术的应用 17
4.3.3 极端气候条件下的适应性维护措施 17
结 论 18
参考文献 19
致 谢 20
