写在前面
太阳能的开发和利用是未来几十年内新能源发展的主流方向之一。目前我们主要利用太阳能的方式是光伏发电。有机构预测，到2030年，光伏发电将占到全球发电总量的10%。这其中，大部分光伏发电装置将位于阳光充足的沙漠或者戈壁等地区，但在这些地区中，太阳能电池板的清洁问题，灰尘积聚问题已经严重影响到电池板的工作效率和状态，预计在一月内会使其产能降低30%以上。如何有效的定期清洁对于安装太阳能电池板及后续的维修是极其重要的。
技术应用背景
目前清洗光伏发电板主要还是使用大量的水，混合以清洗剂的方式对电板擦拭来起到清洗的效果。这也符合我们的常识。从搜索引擎上进行搜索我们也会发现各种各样的清洗剂的广告或者清洗策略。但上述方式存在显而易见的问题。最主要的问题就是需要消耗大量水资源。据估计，全球范围内的光伏电板的清洁约需要100亿加仑的水，这一数量将足以为多达200万人提供饮用水资源。与此同时，清洁太阳能电池板无疑也是一个劳动力密集的工作或行业，需要大量的人工。如何有效清洁太阳能电池板，是目前一个很重要的痛点问题。
MIT科学家们的解决思路
基于上述的问题，近期，MIT的科研工作者们提出了一种新的无水清洁太阳能电池板的方式，相关的工作已经发表在国际顶尖学术期刊Science Advance上。文章中显示，他们的策略可以显著降低灰尘积聚的问题。在他们的新系统中，一种基于静电斥力的方式被使用，通过静电斥力可以使灰尘颗粒分离并从面板表面飞出，进而无需使用水或者刷子。通过在太阳能电池板上布置一种简单的电极，同时利用电动机和导轨让电极在电池板上运动，即可实现上述目的。具体操作如下图所示。
这种技术适用于多大尺寸的颗粒？
一个比较容易想到的问题是，灰尘颗粒有大有小，那么这种静电除尘技术在多大程度有效，以及能够去除多大范围内的颗粒尺寸？他们给出了如下的一组数据，通过提高电压的方式，可以在15-327微米范围内的颗粒均可实现高效地清除。
电力成本划算吗？
那么这种通电的方式其电力成本究竟如何？是否具有可拓展性，以及经济核算上是否划算？
对此，他们给出了这样的回答。“对于我们的除尘技术，与静电除尘相关的功耗几乎可以忽略不计。这是因为，尽管施加的电压为千伏量级，但顶部和底部电极之间没有电流流动，因此没有电能消耗。唯一的功耗模式是与移动电极的平移相关的模式。为了为平移提供动力，可以使用单独的专用太阳能电池板和电池单元，这样我们的改造除尘机构就不会从太阳能电池板阵列中取出电力。最后，我们可以将单个移动电极用于由大约 20 个太阳能电池板组成的太阳能电池板阵列，方法是使用改造栏杆使其沿太阳能电池板阵列的平面在两个方向上平移。”
写在最后
世界范围内包括中国，印度，阿联酋，美国在内的国家都在积极开发光伏发电装置，大部分均集中在沙漠领域，这使得除尘问题不可避免。而采用高压水清洁的除尘方法有可能会刮伤电池板，导致其性能降低，同时沙漠水清洁成本高昂，约占整个装置运营成本的10%以上。这种基于静电除尘的技术一定程度上巧妙地解决了这样的问题。但具体使用情况如何？在不同地区，不同具体环境下的适应性怎样？仍然有待于进一步考证。但终归是提供了一种新的技术思路。未来拭目以待。
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