(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211152166.6 (22)申请日 2022.09.21 (71)申请人 清华大学 地址 100084 北京市海淀区清华园1号 (72)发明人 叶雄英　丁荣　曹泽元　滕峻池　 吴子博　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 顾鲜红 (51)Int.Cl. B08B 6/00(2006.01) B08B 13/00(2006.01) H02S 40/10(2014.01) (54)发明名称 自供能太阳能板静电除尘装置及方法 (57)摘要 本申请公开了一种自供能太阳能板静电除 尘装置及方法， 其中， 装置包括： 电源模块， 用于 提供直流高电压； 作为下电极的太阳能板， 太阳 能板内部的电极与电源模块的一端相连； 上电 极， 上电极以预设间距设置于太阳能板上方， 并 与电源模块的另一端相连， 以与太阳能板构成电 容， 利用其与太阳能板 之间的非均匀电场使 得太 阳能板上的灰尘极化， 并在非均匀电场作用下受 介电电泳力， 使得极化后的灰尘脱离太阳能板的 表面， 结合重力的作用， 完成太阳能板的静电除 尘任务。 由此， 无需消耗水、 无需依赖人工、 无需 额外的移动装置， 无需在太阳能板上添加任何东 西即可实现太阳能板除尘， 且对湿度无要求， 适 用环境广泛， 电源电路简单、 功耗小、 成本低。 权利要求书1页 说明书5页 附图4页 CN 115532734 A 2022.12.30 CN 115532734 A 1.一种自供能太阳能板静电除尘装置， 其特 征在于， 包括： 电源模块， 用于提供直 流高电压； 作为下电极的太阳能板， 所述太阳能板内部的电极与所述电源 模块的一端相连； 上电极， 所述上电极 以预设间距设置于所述太阳能板上方， 并与所述电源模块的另一 端相连， 以与所述太阳能板构成电容， 利用所述电容与所述太阳能板之间产生的非均匀电 场使得所述太阳能板上 的灰尘极化， 并在所述非均匀电场作用下受介电电泳力， 使得极化 后的灰尘脱离所述太阳能板的表面， 完成所述太阳能板的静电除尘任务。 2.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 所述电源 模块包括： 静电发电机， 用于提供交流高压电； 转换模块， 所述转换模块与所述静电发电机相连， 以将所述静电发电机输出的交流高 电压转换为所述 直流高电压 。 3.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 所述上电极为 栅网电极。 4.根据权利要求3所述的装置， 其特征在于， 所述栅网电极的形状包括三角形、 四边形、 六边形、 栅条 形， 所述栅网电极的材 料为金属材 料或碳纤维材 料。 5.根据权利 要求3所述的装置， 其特征在于， 所述栅网电极边长范围为5mm～50mm， 线径 范围为0.1m m～1mm。 6.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 所述预设间距为1m m～50mm。 7.根据权利要求2所述的装置， 其特征在于， 所述静电发电机包括旋转式静电发电机、 面内/圆筒旋转式静电发电机、 旗子式静电发电机 。 8.根据权利要求1所述的装置， 其特 征在于， 还 包括： 稳压模块； 所述稳压模块设置于所述电源模块和所述太阳能板与 上电极之间， 一端与 所述太阳能 板相连， 另一端与所述上电极相连， 以保证所述电源 模块电压不超过设定值。 9.根据权利要求2所述的装置， 其特征在于， 所述转换模块为倍压整流电路或半桥整流 电路。 10.一种自供能太阳能板静电除尘方法， 利用权利要求1 ‑9任一项所述的自供能太阳能 板静电除尘装置， 其特 征在于， 包括以下步骤： 以预设间距在太阳能板上 方设置上电极； 将所述上电极和所述太阳能板内部的电极与电源 模块连接； 通过所述上电极与 所述太阳能板构 成电容， 利用所述电容与 所述太阳能板之间产生的 非均匀电场使得所述太阳能板上 的灰尘极化， 并在所述非均匀电场作用下受介电电泳力， 使得极化后的灰尘脱离所述太阳能板的表面， 完成所述太阳能板的静电除尘任务。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115532734 A 2自供能太阳能板静电除尘装 置及方法 技术领域 [0001]本申请涉及静电除尘技术领域， 特别涉及 一种自供能太阳能板静电除尘装置及方 法。 背景技术 [0002]太阳能是重要的可再生能源， 在我国强大的光伏产业助推下， 光伏发电在全球范 围得到了广泛应用。 然而， 大型光伏电站往往建在沙漠、 戈壁、 荒漠为主的地区。 这些地区的 太阳能电池板上容 易覆盖灰尘， 使发电效率降低。 [0003]对太阳能电池板进行定期除尘清洁是保障发电效率所必备的。 目前主要使用洁净 淡水进行定期清洁。 这种清洁方式 需要消耗大量的洁净淡水， 且需要付出不菲的人工 。 [0004]静电除尘是一种使灰尘在高压电场中带电并在电场力作用下移除的技术， 可以用 于太阳能电池板的清洁。 目前， 有三类用静电进行太阳能电池板除尘的技 术方案： [0005](1)由美国麻省理工大学(MIT)团队提出的使用高压直流静电除尘的方案。 在 太阳 能电池板上覆 一层透明电极(下电极)， 比如说铝掺杂的氧化锌(AZO)、 氧化铟锡(ITO)电极， 在其上一定间距设置一块电极板(上电极)， 上下电极间施加直流高压， 高压电场使下电极 上的灰尘带电并在静电力作用下从下电极表面移除。 通过电机控制上电极板的移动遍历整 块覆有透明电极的太阳能板完成除尘。 该方案需要在太阳能板上增加透明电极提升了太阳 能板的成本； 上电极板的移动装置增加了除尘装置的复杂度及能耗， 使成本变高； 该方案适 用于环境相对湿度大于 30％的情景， 使用范围有限。 [0006](2)由日本早稻田大学团队提出的利用高压交流静电除尘的方案。 在太阳能电池 板上覆盖平行电极栅线(下电极)， 在其上一定间距布置与下电极栅线垂直的电极栅线(上 电极)。 在上下电极之 间施加相位差18 0°的正负高压方波， 在交变电场作用下太阳能电池板 表面的灰尘被去除。 该方案需要在太阳能板上制作电极， 增加了太阳能板的成本； 并需复杂 的电源系统来 提供有180 °相位差的正负高压方波， 增 加设备复杂度， 且功耗 不低。 [0007](3)由美国阿肯色大学、 日本早稻田大学团队等提出的基于高电压行波介电电泳 的静电除尘方案。 在太阳能电池板上布置覆有绝缘层的平行栅线电极阵列， 把栅线电极阵 列分为数组， 在组间施加行波电场， 绝缘层表面的灰尘在介电电泳力作用下被去除。 该方案 需要在太阳能板上制作栅线电极， 在栅线电极上覆透明绝缘层， 增加了太阳能板的成本； 且 需要有复杂的电源系统来 提供高压行波， 增 加设备复杂度， 且功耗 不低。 发明内容 [0008]本申请提供一种自供能太阳能板静电除尘装置及太阳能板， 无需消耗水、 无需依 赖人工、 无需额外的移动装置， 无需在太阳能板上添加任何东西即可实现太阳能板除尘， 且 对湿度无要求， 适用环境广泛， 电源电路简单、 功耗小、 成本低。 [0009]本申请第一方面实施例提供一种自供能太阳能板静电除尘装置， 包括： 电源模块， 用于提供直流高电压； 作为下电极的太阳能板， 所述太阳能板内部的电极与所述电源模块说　明　书 1/5 页 3 CN 115532734 A 3