在全球能源轉(zhuǎn)型浪潮中，光伏產(chǎn)業(yè)以驚人的速度擴(kuò)張。截至2024年底，全球光伏累計(jì)裝機(jī)容量突破2.2TW，中國以新增357.3GW的裝機(jī)規(guī)模占據(jù)全球60%的市場(chǎng)份額，穩(wěn)居世界第一。然而，隨著光伏電站規(guī)模的指數(shù)級(jí)增長，傳統(tǒng)運(yùn)維模式逐漸暴露出效率低下、成本高昂、風(fēng)險(xiǎn)突出等問題，成為制約產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

浙江大學(xué)顏文俊教授團(tuán)隊(duì)依托國家重大專項(xiàng)與浙江省尖兵計(jì)劃，針對(duì)光伏電站運(yùn)維痛點(diǎn)展開系統(tǒng)性攻關(guān)。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了覆蓋智能巡檢、智慧清洗及技術(shù)拓展的完整運(yùn)維體系，通過多學(xué)科交叉融合，突破了多源圖像診斷、智能調(diào)度算法等關(guān)鍵技術(shù)，為光伏產(chǎn)業(yè)提供了全流程智能化解決方案。

智能巡檢系統(tǒng)是該成果的核心突破。研究團(tuán)隊(duì)以無人機(jī)為載體，集成移動(dòng)邊緣計(jì)算、多光譜檢測(cè)與人工智能技術(shù)，構(gòu)建了“空天地”一體化檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。通過無人機(jī)地圖重建與多機(jī)協(xié)同路徑規(guī)劃，結(jié)合可見光、紅外、EL三光融合診斷技術(shù)，系統(tǒng)可精準(zhǔn)識(shí)別隱裂、斷柵、熱斑等缺陷，三類檢測(cè)準(zhǔn)確率分別達(dá)到95%、98%、97%以上。配套開發(fā)的高低空缺陷讀圖軟件、三光融合定位系統(tǒng)及智能云診斷平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了跨區(qū)域集中監(jiān)控與科學(xué)評(píng)估。實(shí)際應(yīng)用顯示，100MWp光伏電站采用該技術(shù)后，5年運(yùn)維成本降低1371萬元，8年節(jié)省比例高達(dá)80.86%。

針對(duì)組件污染導(dǎo)致的發(fā)電效率衰減問題，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新提出無人機(jī)與清掃機(jī)器人協(xié)同作業(yè)模式。通過5G網(wǎng)絡(luò)連接智慧管理平臺(tái)，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)污染程度并觸發(fā)按需清洗。該技術(shù)適配沙漠、屋頂、農(nóng)業(yè)大棚等多場(chǎng)景，清洗速度較人工提升2-3倍，清潔度提高1.5-2倍，發(fā)電效率提升20%-40%。在50MW分布式光伏電站的實(shí)證中，人工成本降至傳統(tǒng)模式的1/5，年增收益達(dá)200萬元，經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益顯著。

在技術(shù)拓展層面，研究團(tuán)隊(duì)開展了光伏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究，通過雙層多目標(biāo)尋優(yōu)算法，精準(zhǔn)確定組件傾角、間距等關(guān)鍵參數(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)電量與建設(shè)成本的最佳平衡。同時(shí)，研制出全球首臺(tái)24小時(shí)全天候EL測(cè)試儀，突破傳統(tǒng)暗箱檢測(cè)限制，支持晝夜不間斷作業(yè)，進(jìn)一步完善了光伏運(yùn)維技術(shù)鏈條。

該研究成果通過構(gòu)建“檢測(cè)-清洗-評(píng)估”閉環(huán)體系，顯著降低了光伏電站全生命周期運(yùn)維成本，提升了發(fā)電效率與系統(tǒng)可靠性。相關(guān)技術(shù)已在西北沙漠電站、華東分布式電站等典型場(chǎng)景中規(guī)模化應(yīng)用，為全球光伏產(chǎn)業(yè)的智能化轉(zhuǎn)型提供了可復(fù)制的技術(shù)范式。