一、全球光伏行业发展与运维挑战

全球光伏市场规模持续扩张，2024年新增光伏装机容量突破600GW，累计装机达2.2TW，中国新增装机277.57GW，占全球46%。光伏运维面临积灰损失问题，灰损使发电效率平均下降4%-8%，特殊区域超15%，2023年全球经济损失40-70亿欧元。人工清扫成本高且无法适应GW级电站，光伏清扫机器人（ARCS）应用广泛，但组件尺寸增大、边框强度降低、跟踪支架技术演进等带来系统匹配新挑战。

二、机器人、组件和支架匹配难点

（一）组件对机器人系统的影响

主流光伏组件功率超600W，尺寸变大、边框厚度减薄、机械载荷能力降低，导致组件两端在机器人运行时变形量增大，影响清扫效果与组件寿命。

（二）支架对机器人系统的影响

支架檩条长度缩短、厚度变薄，支撑稳定性下降，机器人运行时组件变形大。支架天线、传动杆等结构干扰机器人行进，制造与施工精度不足带来角度偏差，要求机器人桥架具备柔性调节能力。

（三）大型电站生态系统兼容性挑战

无线通信频段重叠、同频干扰影响支架与机器人交互稳定性，数据通信协议不统一增加数据解析复杂度。极端天气下支架与机器人逻辑冲突，海量数据处理对通信系统要求高。

三、协同设计优化方案

（一）机器人系统适配技术

- 匹配组件设计：采用轻量化与柔性连接设计，减少组件弯沉；定制改性PBT刷丝，优化滚刷形态与转速，降低对组件磨损。

- 匹配支架设计：机器人具备自适应扭转功能，桥架多向伸缩防脱，独立停机位不影响支架运行，采用LoRaWAN通信技术，集成支架与气象数据。

（二）组件与机器人适配技术

- 玻璃采用钢化处理与镀膜优化，提升透光率与耐磨性；边框强化结构与表面处理，增强承载与抗磨损能力，探索钢边框应用。

（三）支架与机器人适配技术

支架支持清扫模式，夜间自动调至清扫角度，安装控制相邻支架高差与水平差，檩条预留桥架安装位，天线安装避免与机器人干涉，结构计算考虑机器人载荷，开源角度与气象信息。

四、匹配性测试方案

（一）与支架匹配性测试

测试檩条强度、支架夜间停机角度、通讯系统交互，评估天线等突起物对机器人通过性的影响。

（二）与组件匹配性测试

通过IV测试、EL测试、外观检查及镀膜层变化检测，模拟25年生命周期，评估机器人清扫对组件性能的影响。

五、未来展望

未来光伏清扫机器人需提升性价比，发展多样化产品形态与组合解决方案，增强稳定性，提升智能化水平。智能清扫系统将成为电站效能核心中枢，与多子系统融合，降低运维成本，提供决策依据。需构建开放协作产业生态，推动技术标准制定，加速智能清扫技术渗透，为电站发展提供保障。