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作品名称：智感光伏——基于集成传感器的超声振动与智慧运行光伏板
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：N次方
队伍编号：221252
参赛学生：杨雅茹白瑞师柏继帅李新燕
指导老师：倪冠群高琦
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

大气灰尘在光伏面板上的沉积、附着和固结受到多种因素的影响，如面板倾角、风速风向、灰尘性质环境湿度等等。光伏面板积灰效应具有显著的区域敏感性，即不同区域的气候条件、环境因素等决定了其灰尘具有不同的性质和特点。

目前建成的多数光伏发电系统没有灰尘清理功能，主要依赖于降雨、风等自然作用对光伏面板的积灰进行清除。一些小型的光伏电站，尤其是户用屋顶系统，则根据使用者的习惯随机进行人工喷水除尘或扫尘，随意性较大，效果一般。

在当今世界能源紧缺、生态环境恶化的情况下，开发利用包括太阳能在内的新能源成为世界各国关注的热点。目前主要应用于太阳能光伏发电方面，西部地区光伏组件长时间暴露在自然环境中，其灰尘及污垢对发电效率有着很大的影响，但是现有的除尘方法具有一定的限制，通过对比现有的方法，经过探索分析，提出一种新型可自动监测清洁度及无水清洁太阳能板的方法。

“智感光伏——基于集成传感器的超声振动与智慧运行光伏板”是针对西部荒漠、戈壁等缺水、高尘、无人值守场景开发的一套“感知-决策-执行”一体化解决方案。系统通过多类传感器实时监测光伏板表面清洁度、光照强度、姿态角度、雨雪状态、粉尘浓度及距离信息，主控芯片统一处理后，自动完成双轴追光和超声振动除尘两项核心任务：一方面根据太阳位置实时调整光伏板俯仰与偏转角度，最大化接收光照；另一方面当表面积灰达到设定阈值时，启动超声振动模块，使光伏板玻璃产生高频微幅振动，配合风机气流将灰尘剥离，全程无需水源、无需人工、无需刷洗，单套装置可覆盖1000平方米，灰尘去除率达到95%以上。整机用电直接取自光伏板自身输出，经蓄电池稳压后供给驱动电机、风机及控制模块，系统平均功耗低于40瓦，使用寿命约10年。后台配套手机APP和远程监控界面，支持实时查看光照、雨雪数据曲线，并可切换自动/手动模式，手动模式下可远程触发振动器、风机及清洁度检测仪动作。项目已在实地完成连续运行验证，可将因积灰导致的发电损失由10%以上降至1%左右，显著提升光伏电站运营收益，适用于西北荒漠、高寒、缺水地区的大规模光伏基地，也可推广至“沙戈荒”外其他高尘环境。