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光伏组件智能自动清扫机器人

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成果主要完成人

张树晓,刘洋广,郭强,段娅欣,孙勇,贾东强,王罗,李小飞,洪流

项目概况

当前,我国可再生能源发电总装机已突破14亿千瓦,其中光伏已成为第二大电源形式,在电力能源结构中的地位进一步攀升。在装机容量快速增长的同时,光伏组件长期暴露在外部环境中,同时,西北沙戈荒地区雨水较少,长此以往将会被灰尘遮挡,光伏组件表面积灰对光伏发电会产生降低发电效率、产生热斑效应等影响。而当前光伏组件清扫又面临着投资成本高、清扫频次低、人员投入多、安全风险大、耗水量大等多重难题。如何对普遍分布在“沙戈荒”地区的集中式光伏组件灰尘进行高效的清扫,以免灰尘遮挡影响发电效率及出现故障,一直是困扰行业的一大难题。所以针对上述背景,从实际问题出发,研究计算机视觉、RTK导航、惯性导航融合定位、自我路径优化、电量自保护等多项人工智能领域前沿核心技术,结合真实的光伏场站场景,解决了面临的不同路况行走问题、自动驾驶与避障问题、路径规划、任务调度、自动清扫、自动充电问题、系统互联以及多机协同等问题,研制出集越野三防、无水高效、自主清扫、记忆续航、节能环保的智能自动清扫机器人。 光伏组件智能清扫机器人在先进技术上采用了人工智能、大数据分析、图像识别、智能控制等,对于上游的传感器、控制系统、驱动系统、摄像头等领域的硬件产品和软算法、数据分析等智能产业都有极大的带动性。通过功能设计、软件开发、硬件集成等将该款机器人应用光伏场站、有可能后期应用到交通、建筑等行业,促进其他领域在“人工智能”清扫机器人的应用。通过现场实际应用及综合经济分析,该款机器人具有的运维成本低、清扫效率高(提高清洗效率4-5倍)、发电量提升高(增加发电量3%-25%)、投资汇报周期短(100MW的集中式光伏电站,大约在10个月-12个月)的优势。填补了国内履带式光伏智能自动清扫机器人空白。 该款光伏组件智能清扫机器人可面向集中式光伏组件清扫技术研究与应用,推动集中式光伏电站智慧化系统的建设,提高光伏组件运用智能化清扫能力,提升电站的发电量,提高运维工作效率及优化了人力资源。通过多智能终端组成一整套智能感知网络,融合智能算法,实现了清扫机器人自动驾驶、路径自动规划、自动清扫、自动识别检测等,过程无人参与。是“人工智能+”和“发展新质生产力”的生动实践。该款机器人实现了真正意义上的智能机器人代人的目的。是光伏组件最智能可靠的清洁工。

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