隨著全球能源結(jié)構(gòu)向清潔化、低碳化加速轉(zhuǎn)型，光伏發(fā)電作為可再生能源的支柱力量，其裝機(jī)容量持續(xù)攀升。然而光伏面板長(zhǎng)期暴露在戶外，灰塵、沙塵、鳥糞等污染物會(huì)嚴(yán)重影響其透光率，發(fā)電效率可能會(huì)下降5%~30%。

傳統(tǒng)人工清潔方式，不僅效率低下、成本高昂，且存在安全風(fēng)險(xiǎn)，在大型光伏電站中更難以規(guī)?；瘧?yīng)用。為解決這一行業(yè)痛點(diǎn)，光伏清潔機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。其憑借自動(dòng)化、智能化、高效化的清潔能力，已成為保障光伏電站發(fā)電效率、提升運(yùn)維水平的關(guān)鍵利器，是光伏產(chǎn)業(yè)降本增效的“隱形守護(hù)者”。

光伏清潔機(jī)器人行業(yè)迎爆發(fā)式增長(zhǎng)

在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)和光伏裝機(jī)量持續(xù)增長(zhǎng)的共同作用下，光伏清潔機(jī)器人市場(chǎng)正迎來(lái)黃金發(fā)展期。據(jù)調(diào)研機(jī)構(gòu)分析：2023年全球光伏機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模約15~20億美元，預(yù)計(jì)到2030年將以18%~22%的年復(fù)合增長(zhǎng)率突破50億美元。

光伏清潔機(jī)器人核心架構(gòu)

• 行走結(jié)構(gòu)：作為“雙腳”，通過精準(zhǔn)輪式或履帶式設(shè)計(jì)，在光伏陣列間自主移動(dòng)與定位。
• 清潔系統(tǒng)：作為“雙手”，集成高速滾刷、噴水、刮條、吸塵等裝置，負(fù)責(zé)高效清除面板污漬。
• 感知系統(tǒng)：作為“眼睛”，通過傳感器實(shí)時(shí)識(shí)別面板邊界、規(guī)避障礙、檢測(cè)污漬程度。
• 控制系統(tǒng)：作為“大腦”，負(fù)責(zé)解析路徑規(guī)劃、統(tǒng)籌各模塊協(xié)同運(yùn)作，是整機(jī)性能的核心。
• 電源管理：作為“心臟”，管理電池供電與智能充放電，確保長(zhǎng)時(shí)間續(xù)航和自主回充。

其中，控制系統(tǒng)的性能水平直接決定光伏清潔機(jī)器人的智能化程度與運(yùn)行可靠性，而芯片作為控制系統(tǒng)的核心，發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

極海三芯組合拳，鑄就光伏機(jī)器人“強(qiáng)心臟”

極海緊跟行業(yè)發(fā)展需求，可提供“控制+電機(jī)+驅(qū)動(dòng)”芯片組合方案，為光伏清潔機(jī)器人注入性能高效、穩(wěn)定可靠的“芯”動(dòng)力。

光伏清潔機(jī)器人方案框圖

G32R501 實(shí)時(shí)控制MCU
智慧大腦，邊緣AI賦能

作為光伏清潔機(jī)器人的主控大腦，G32R501負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)走輪實(shí)現(xiàn)直線、轉(zhuǎn)彎、越障等復(fù)雜動(dòng)作，并實(shí)時(shí)處理感知數(shù)據(jù)以動(dòng)態(tài)調(diào)整清潔策略。其搭載Cortex-M52高效雙核，主頻高達(dá)250MHz，強(qiáng)大實(shí)時(shí)響應(yīng)與運(yùn)算能力，可輕松應(yīng)對(duì)復(fù)雜路徑規(guī)劃與多任務(wù)并行處理的挑戰(zhàn)。

在雙輪驅(qū)動(dòng)控制上，G32R501可通過FOC算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的精準(zhǔn)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速控制，確保機(jī)器運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)流暢。同時(shí)，結(jié)合內(nèi)置的GEAST無(wú)感觀測(cè)器，可在無(wú)需額外位置傳感器的情況下精確獲取轉(zhuǎn)子信息，簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、降低成本，提升可靠性。此外，芯片內(nèi)嵌Helium^TM@邊緣AI加速單元和極海自研紫電數(shù)學(xué)指令擴(kuò)展單元，可高效優(yōu)化清洗軌跡，相較于傳統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備可提升40%的清洗效率。

APM32M3514 電機(jī)控制SoC

動(dòng)力核心，精準(zhǔn)執(zhí)行

APM32M3514 主要負(fù)責(zé)控制清潔滾刷電機(jī)，搭載Cortex-M0+內(nèi)核，主頻72MHz，集成M0CP硬件加速協(xié)處理器，通過極海自研的生態(tài)算法平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)滾刷轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，既能保證強(qiáng)力去污，又能避免因轉(zhuǎn)速不當(dāng)損傷光伏面板鍍膜。

集成3.3V高性能 LDO、豐富模擬外設(shè)資源、以及過流、過溫等硬件保護(hù)機(jī)制，可顯著提升了系統(tǒng)響應(yīng)速度與運(yùn)行安全性，為光伏清潔機(jī)器人的電機(jī)驅(qū)動(dòng)提供可靠保障。

GHD3440 電機(jī)柵極驅(qū)動(dòng)器

肌肉擔(dān)當(dāng)，強(qiáng)勁輸出

GHD3440 200V雙N溝道三相驅(qū)動(dòng)器，主要用于驅(qū)動(dòng)行走電機(jī)和清潔滾刷電機(jī)的功率MOSFET，將MCU/SoC信號(hào)轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)功率管的強(qiáng)勁電流，從而提升設(shè)備動(dòng)力輸出效率與運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。

GHD3440采用雙通道設(shè)計(jì)，支持3.3V/5V邏輯輸入兼容，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，支持高壓、大電流應(yīng)用；內(nèi)置250ns死區(qū)時(shí)間，支持欠壓保護(hù)、直通防止等保護(hù)功能，有效保障光伏清潔機(jī)器人電機(jī)的長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。

從廣闊的沙漠電站到分布式的工商業(yè)屋頂，光伏清潔機(jī)器人正成為守護(hù)綠色能源的重要力量。極海以“G32R501 + APM32M3514 + GHD3440”的組合拳，為光伏清潔機(jī)器人應(yīng)用提供高性能、高集成、高可靠的芯片綜合解決方案，助力光伏運(yùn)維向智能化、高效化、節(jié)能化方向邁進(jìn)。

未來(lái)，極海將繼續(xù)深化技術(shù)在能源領(lǐng)域的應(yīng)用，以創(chuàng)新芯片及方案助力全球清潔能源轉(zhuǎn)型，為可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)堅(jiān)實(shí)力量。