干冰清洗技术在光伏设备清洗领域是一项高效、环保且日益成熟的技术，尤其适用于精密、敏感或难以接触的表面。以下是对其在光伏设备清洗应用的全面解析：

一、 干冰清洗技术原理

干冰清洗本质上是非研磨、非导电、非腐蚀性的物理清洗方法，其核心原理基于三个物理效应：

1. 动能效应： 将固态二氧化碳（干冰）颗粒（通常直径1-3mm）通过压缩空气（或其它气体）高速喷射（接近或超过声速）到被清洗表面。高速冲击赋予污垢动能，使其松动、剥离。

2. 热冲击/低温脆化效应： 干冰颗粒温度极低（-78.5°C）。当它们撞击到温度较高的污垢层表面时，会造成污垢层急剧冷却收缩。污垢层与其附着基体（如光伏玻璃、铝边框、接线盒塑料）因热膨胀系数不同，导致结合力急剧下降甚至脆化开裂。

3. 升华效应/微爆炸： 干冰颗粒撞击表面瞬间吸收大量热量，迅速升华（直接从固态变为气态），体积急剧膨胀（约膨胀800倍）。这种瞬间的体积膨胀在污垢层下方形成“微爆炸”，进一步将已经松动或脆化的污垢从基体表面剥离。

关键点： 清洗过程不依赖化学溶剂，不产生二次废物（干冰升华成CO₂气体），不磨损基材（干冰颗粒硬度较低，且在冲击瞬间升华）。

二、 干冰清洗在光伏设备清洗中的独特优势

1. 无损清洁：

• 无划痕： 干冰颗粒柔软，升华后不留残留，不会像喷砂或硬毛刷那样划伤光伏玻璃表面或减反射涂层。

• 无化学腐蚀： 不使用水或化学清洗剂，避免了对玻璃、EVA胶膜、背板材料、铝边框、硅胶密封件、金属连接件（汇流条、接线端子）的潜在化学腐蚀风险。

• 无热应力损伤： 虽然利用低温，但干冰颗粒瞬间升华，热量传递极小且短暂，不会对光伏电池片或玻璃造成热应力损伤或微裂纹（远优于某些高压热水清洗）。

2. 高效彻底：

• 能有效清除各种顽固污渍，包括：灰尘、油污、鸟粪、昆虫残骸、工业排放物（如焦油、积碳）、盐碱结晶、花粉、霉菌、藻类分泌物等。

• 特别擅长处理边框缝隙、接线盒周边、组件边缘密封胶处等传统方法（如水洗、擦拭）难以触及或清洁不到位的区域。

3. 无需拆卸，在线清洗：

• 可直接对安装在支架上的组件进行清洗，无需拆卸，大大节省人力和时间成本，尤其适用于大型地面电站或屋顶电站。

4. 完全干燥：

• 避免热斑效应： 水渍干燥不均匀可能导致局部遮光引发热斑，干冰清洗完全避免此风险。

• 即时恢复发电： 清洗后组件表面完全干燥，光照即可恢复最大发电效率，无需等待干燥时间。

• 电气安全： 无水环境操作，降低电气短路风险（尤其是在潮湿环境或组件有潜在漏电时）。

• 无结冰风险： 在寒冷地区清洗后不会结冰。

• 清洗后表面无水渍残留。这意味着：

5. 环保性：

• 无废水排放： 不产生含有化学药剂或污染物的废水，无需废水处理，避免环境污染和土壤盐碱化风险。

• 无化学污染： 不使用有害化学溶剂。

• CO₂循环利用： 使用的干冰通常是工业副产品（如发酵、石化过程）回收的CO₂制成，本身不额外增加大气CO₂排放（属于循环利用）。

• 无二次废物： 清洗后只留下被剥离的污垢，干冰本身消失，减少垃圾处理负担。

6. 适用性广：

• 适用于各种类型的光伏组件（晶硅、薄膜）。

• 除组件面板外，还可用于清洗支架、逆变器外壳（散热片需谨慎）、汇流箱、配电柜等光伏系统其他设备（注意电气安全防护）。

三、 应用场景

1. 大型地面光伏电站： 效率高、无需用水、环保要求高地区的首选。

2. 工商业屋顶光伏电站： 避免水洗渗漏风险、不影响厂房/仓库内部运营。

3. 水上/漂浮式光伏电站： 无水清洁的天然优势，避免用水加剧水体富营养化风险。

4. 高污染区域电站： 如临近工业区、交通要道、农田（易有农药粉尘、肥料粉尘）、沿海（盐雾）、沙漠（沙尘、油污混合）等，能有效清除顽固复合型污垢。

5. 精密/特殊组件清洗： 如BIPV（光伏建筑一体化）组件、带特殊涂层或纹理的组件、老旧易损组件。

6. 运维中的局部顽固污渍处理： 对鸟粪、油渍、胶痕等局部严重污染进行定点清除。

四、 操作流程与关键点

1. 设备准备： 干冰清洗机、空气压缩机（提供洁净干燥压缩空气）、干冰颗粒（现场制备或保温储存运输）、个人防护装备（护目镜、防冻手套、耳罩、防尘口罩/面罩、工作服）。

2. 现场评估： 检查组件状况（有无破损）、污染程度和类型、电气安全状况（确保设备断电或严格遵循带电作业规程）、环境条件（风速、湿度）。

3. 参数设置： 根据污垢类型和厚度调整关键参数：

• 空气压力： (通常在2-10 bar / 30-150 psi 范围，常用4-7 bar)。压力越高，冲击力越大，但需避免损伤。

• 干冰流量： 控制颗粒喷射量，流量过低效果差，过高可能浪费且降温过快。

• 喷射距离： (通常15-50 cm)。距离过近冲击过强且易造成局部过冷，距离过远冲击力不足。

• 喷射角度： (通常30-90度，常用45-60度)。角度过小易反弹，角度过大冲击力垂直分量小。

• 行进速度： 均匀移动喷枪，避免停留造成局部过冷或损伤。

4. 清洗操作：

• 佩戴好PPE。

• 启动设备，调节参数至合适状态。

• 保持合适的距离和角度，匀速、线性移动喷枪，覆盖整个清洗面。对于边框缝隙等难清理部位，可适当调整角度和距离重点处理。

• 注意观察清洗效果，及时调整参数。

5. 效果检查与后处理：

• 清洗后目视检查清洁度，确保污垢完全去除，特别是边框、接线盒周围。

• 收集被剥离掉落的污垢（通常为干燥粉末或碎屑）。

• 设备归位，清理现场。

五、 注意事项与局限性

1. 成本：

• 初始投资高： 干冰清洗机本身价格较高。

• 干冰成本： 干冰颗粒的生产、运输和储存（需要专用保温容器）成本高于水。

• 操作要求： 需要专业培训和经验才能达到最佳效果和效率。

2. 噪音： 压缩空气和干冰喷射会产生较大噪音（通常85-110 dBA），操作人员需佩戴耳罩，在居民区附近作业需考虑噪音限制。

3. CO₂气体富集： 在密闭或通风不良的空间（如大型屋顶下、室内）大量使用干冰清洗，可能导致局部CO₂浓度升高，存在窒息风险。必须确保良好的通风！

4. 低温风险： 干冰温度极低，直接接触皮肤会导致严重冻伤。操作人员必须佩戴专业防冻手套。

5. 冲击力控制： 虽然干冰本身软，但极高的喷射速度本身具有冲击力。参数设置不当（如压力过大、距离过近、停留时间过长）或组件本身存在缺陷（如隐裂、玻璃边缘损伤），仍存在造成物理损伤的潜在风险（尽管远低于喷砂）。

6. 污垢处理： 被剥离的污垢需要收集处理，尤其是在屋顶或敏感区域，避免污染环境或堵塞排水。

7. 对特定污垢的限制： 对于某些极其厚重、粘稠或与基材结合异常紧密的污垢（如厚层固化沥青、某些强力胶），可能需要预处理或结合其他方法。

8. 电气安全： 清洗带电设备时（虽然干冰本身不导电，但压缩空气可能含水含油杂质，喷射气流可能扬起导电粉尘），必须极其谨慎，严格遵守相关安全规程，最好在断电状态下进行。优先清洗支架、边框等非带电部位，带电部位清洗需专业评估和防护。

六、 与传统清洗方式对比

七、 结论

干冰清洗技术为光伏设备的维护提供了一种革命性的解决方案。其无损、高效、干燥、环保的核心优势，使其在解决传统清洗方法痛点（损伤组件、用水量大、废水污染、清洗死角、干燥慢）方面表现突出。

虽然存在初始成本和操作专业性要求较高的挑战，但随着技术的普及、设备成本的下降以及专业服务商的出现，干冰清洗在以下场景中的经济性和综合效益日益凸显：

• 水资源匮乏或水成本高昂地区。

• 环保法规严格，限制废水排放的地区。

• 清洗对损伤极其敏感的老旧组件或特殊组件（BIPV）。

• 需要彻底清洁组件边框缝隙、接线盒等关键部位。

• 要求清洗后立即恢复最大发电量的场合。

• 处理油污、粘性有机物等顽固污垢。

对于追求高效运维、设备长寿命、环保合规和高发电收益的光伏电站业主和运营商而言，干冰清洗技术已成为一种极具吸引力和竞争力的重要选择。 在评估采用时，应综合考虑电站规模、污染状况、当地资源条件（水、电、干冰供应）、环保要求以及长期运维成本，选择最适合的清洗方案或组合方案。