CN102319698A

CN102319698A - 一种太阳能发电站自动清洁系统和方法

Info

Publication number: CN102319698A
Application number: CN201110160316A
Authority: CN
Inventors: 李子京
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-06-15
Filing date: 2011-06-15
Publication date: 2012-01-18

Abstract

本发明公开了一种太阳能发电站自动清洁系统和方法，该系统包括自动清洁单元。所述自动清洁单元包括：壳体，所述壳体上设置有充电装置；蓄电池装置，位于所述壳体内，对所述自动清洁单元提供电源，并可通过所述充电装置充电；清洁装置，位于所述壳体内，包括吸尘器，所述吸尘器包括风机，吸尘口和收纳袋；以及至少一个刷组；驱动转向装置，位于所述壳体内，用于驱动所述自动清洁单元移动或使所述自动清洁单元转向，包括电机、转向轮和双向轮；以及控制单元，位于所述壳体内，用于根据设定的程序控制所述自动清洁单元。通过设定的时间或路径数据通过控制单元控制自动清洁单元，对太阳能发电站完成自动清洁工作，大大节省人工成本，从而保障了太阳能发电站的发电转化效率。

Description

一种太阳能发电站自动清洁系统和方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能发电站自动清洁系统和方法，尤其涉及一种砷化镓太阳能发电站自动清洁系统和方法。

背景技术

随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出越来越高的要求，寻找新能源成为当前人类面临的迫切课题。更随着能源危机的恶化和环保意识的加强，人们对洁净能源的关注日益增强，而太阳能作为洁净能源，已成为能源领域的研究热点。

太阳能电池是利用太阳能发电站将太阳辐射的光子通过半导体物质转变为电能。太阳能发电站的光电转换过程是指太阳辐射到太阳能发电站上的一部分光子与半导体的原子及价电子产生电子-空穴对。在电子-空穴的作用下，半导体材料在P-N结附近形成光生伏打电动势，只要在半导体材料的P型区和N型区焊上金属导线便可利用光生伏打电动势对外供电。将具有光生伏打电动势的半导体材料串联、并联起来就形成了能输出一定电压和电流的太阳能发电站。

目前，越来越多的研究涉及第三代太阳能发电材料制造的太阳能发电站。第一代使用的是单多晶硅材料，路灯、信号灯上的太阳能发电材料多属于这一类。第二代为薄膜发电，使用非晶硅材料、碲化镉、铜铟镓硒等。而第三代材料为砷化镓。三者相比，第一代太阳能发电转化效率为14％～17％，第二代转化效率为9％，而第三代则高达25％以上。为了提高太阳能发电站、尤其是砷化镓太阳能发电站接收太阳光的效率，一般将其设置为对太阳进行自动跟踪。但这种模组往往表面积较大，并且安装地点多样化，非常不易清洁。而太阳能发电站长时间暴露在户外环境中，其表面往往会堆积许多灰尘，造成接收光的效率大大降低。现有的太阳能发电站表面的清洁工作多由人工完成，有些虽由机械配合，但自动化程度不高，仍需要人对其进行操作控制以完成清洁工作，尤其对于环境条件比较恶劣的安装地点，无法实现自动清洁。

发明内容

为了解决现有技术存在的问题，本发明设计开发了一种太阳能发电站自动清洁系统和方法。

本发明的一个目的在于提供了一种太阳能发电站的自动清洁系统，其特征在于，所述自动清洁系统包括自动清洁单元，所述自动清洁单元包括：

壳体，所述壳体上设置有充电装置；

蓄电池装置，位于所述壳体内，对所述自动清洁系统提供电源，并可通过所述充电装置充电；

清洁装置，位于所述壳体内，包括吸尘器，所述吸尘器包括风机，吸尘口和收纳袋；以及至少一个刷组；

驱动转向装置，位于所述壳体内，用于驱动所述自动清洁单元移动或使所述自动清洁单元转向，包括电机、转向轮和双向轮；

控制单元，位于所述壳体内，用于根据设定的程序控制所述自动清洁单元。

优选的，所述控制单元包括时钟模块和路径选择模块，所述时钟模块根据设定的时间向所述驱动转向装置和清洁装置发出控制信号，控制所述驱动转向装置和所述清洁装置；所述路径选择模块根据设定的路径，向所述驱动转向装置发出控制信号，控制所述自动清洁单元依照设定的路径移动。

优选的，所述控制单元还包括信号接收器，所述信号接收器接收用于控制自动清洁单元的信号。

优选的，所述吸尘器的风机通过控制单元控制可以正转或反转。

优选的，所述自动清洁系统还包括收纳单元，所述收纳单元设置于太阳能发电站的边缘，用于收纳所述自动清洁单元。

更优选的，所述收纳单元还包括充电基座，用于对所述自动清洁单元的充电装置充电。

更优选的，所述收纳单元还包括排污口，当所述自动清洁单元收纳在所述收纳单元中、所述吸尘器的吸尘口与所述排污口对准、吸尘器风机反转时将收纳袋中的污物排出。

本发明的另一个目的在于提供了一种太阳能发电站自动清洁方法，其特征在于，所述自动清洁方法包括以下步骤：

a)控制单元的时钟模块根据设定的时间控制所述自动清洁单元移出所述收纳单元；

b)控制单元的路径选择模块控制所述自动清洁单元依照设定的路径移动；

c)同时，控制单元控制清洁装置进行清洁工作：刷组和吸尘器相互配合对太阳能发电站进行清洁，并将污物吸入吸尘器的收纳袋内。

d)清洁完毕后，控制单元控制自动清洁单元返回收纳单元。

e)自动清洁单元的充电装置接触收纳单元的充电基座，对所述自动清洁单元充电。

f)同时，自动清洁单元的吸尘口对准收纳单元的排污口，通过所述吸尘器风机的反转将收纳袋中的污物排出。

优选的，在下雪天气时，所述步骤c)为控制单元停止刷组转动，控制吸尘器电机反转，对积雪进行吹扫。

优选的，在下雨天气时，所述步骤c)为控制单元关闭吸尘器运转，控制刷组转动，对太阳能发电站进行刷洗。

本发明所述的太阳能发电站自动清洁系统和方法，利用控制单元控制清洁装置，在太阳能发电站处于平伏状态时，对太阳能发电站完成自动的清洁工作；并且自动清洁系统还可返回收纳单元，进行污物清理和电量补充，实现了清洁装置的智能化、自动化，大大节省人工成本，从而保障了太阳能发电站的发电转化效率。

附图说明

图1为依照本发明实施方式的太阳能发电站自动清洁单元的底部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

图1为依照本发明实施方式的太阳能发电站自动清洁单元的结构示意图。如图所示，太阳能发电站自动清洁单元包括：壳体1，壳体1上设置有充电装置11，充电装置的金属触片设置沿壳体的外缘分布。为了实现充电装置与收纳单元的充电基座的方便接触，可以设置一组以上沿壳体外缘分布的触片，图中示出为对称的两组，也可以为间隔相等角度的三组；蓄电池装置2(未示出)，位于壳体内，对自动清洁单元提供电源，并可通过充电装置11充电；清洁装置3，位于壳体内，包括吸尘器31，吸尘器包括风机32(未示出)，吸尘口33和收纳袋(未示出)；以及中刷32a、32b，边刷32c、32d，吸尘口可以位于壳体底部中心；驱动转向装置4，位于壳体内，用于驱动自动清洁单元移动或使自动清洁单元转向，包括电机41(未示出)、转向轮42和双向轮43；控制单元5(未示出)，位于壳体内，用于根据设定的程序控制自动清洁单元。控制单元还包括时钟模块51和路径选择模块52，时钟模块根据设定的时间向驱动转向装置和清洁装置发出控制信号，控制驱动转向装置和清洁装置；路径选择模块根据设定的路径，向驱动转向装置发出控制信号，控制自动清洁单元依照设定的路径移动。控制单元还包括信号接收器53，信号接收器接收用于控制自动清洁单元的信号。

自动清洁系统还包括收纳单元6(未示出)，收纳单元设置于太阳能发电站的边缘，用于收纳自动清洁单元。收纳单元还包括充电基座61，用于对自动清洁单元的充电装置充电，为了更易于实现对充电装置的自动充电，充电基座可以设置一组以上沿收纳单元内缘分布的触片，不论自动清洁单元以任何角度进入收纳单元，触片均能接触实现充电。收纳单元还包括排污口62，排污口可以位于收纳单元的任何位置。但为了更易于与吸尘口对准，排污口优选的位于收纳单元底部中心。当自动清洁单元收纳在收纳单元中、吸尘器的吸尘口与排污口对准、吸尘器风机反转时将收纳袋中的污物排出。

太阳能发电站的自动清洁方法的步骤如下：

a)控制单元的时钟模块根据设定的时间控制自动清洁单元移出收纳单元。如根据季节变化，将太阳升起和下落的时间数据输入时钟模块，如在太阳升起前半小时、或下落后，太阳能发电站停止工作处于平伏状态时，开始太阳能发电站的清洁工作。

b)控制单元的路径选择模块控制自动清洁单元依照设定的路径移动。如将整个太阳能发电站模组或单个电池模块的尺寸数据输入路径选择模块。

c)控制单元控制清洁装置进行清洁工作，从太阳能发电站的边缘开始清洁，或者从左至右清洁整个模组的长度，将污物吸入吸尘器的收纳袋内，向下位移自动清洁单元的中刷间距的长度，再从右至左清洁整个太阳能发电站模组的长度，周而复始，直至将整个模组清洁完毕；或者对单个电池模块进行清洁，待清洁完毕，对相邻的模块进行清洁，周而复始，直至将整个太阳能发电站模组清洁完毕。优选的，太阳能发电站的模组边缘可设置有防止自动清洁单元滑出的凸缘。

d)清洁完毕后，控制单元控制自动清洁单元返回收纳单元。优选的，太阳能发电站边缘处的凸缘可引导自动清洁单元返回收纳单元。

e)自动清洁单元的充电装置的触片接触收纳单元的充电基座的相应触片，从而对自动清洁单元充电。

f)同时，自动清洁单元的吸尘口对准收纳单元的排污口，通过吸尘器风机的反转将收纳袋中的污物排出。

在下雪天气时，步骤c)为控制单元停止刷组转动，控制吸尘器电机反转，对积雪进行吹扫。模组自动清洁系统可以根据信号接收器接收到的用于控制自动清洁单元的控制信号，以一定时间间隔频繁吹扫积雪。防止积雪在太阳能发电站上堆积结冰。

在下雨天气时，步骤c)为控制单元关闭吸尘器运转，控制刷组转动，对太阳能发电站进行刷洗。通过雨水的湿润淋洗，刷组很容易将积聚在太阳能发电站上的污渍刷洗干净。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims

1.一种太阳能发电站的自动清洁系统，其特征在于，所述自动清洁系统包括自动清洁单元，所述自动清洁单元包括：

壳体，所述壳体上设置有充电装置；

蓄电池装置，位于所述壳体内，对所述自动清洁单元提供电源，并可通过所述充电装置充电；

驱动转向装置，位于所述壳体内，用于驱动所述自动清洁单元移动或使所述自动清洁单元转向，包括电机、转向轮和双向轮；以及

2.如权利要求1所述的太阳能发电站自动清洁系统，其特征在于，所述控制单元包括时钟模块和路径选择模块，所述时钟模块根据设定的时间向所述驱动转向装置和清洁装置发出控制信号，控制所述驱动转向装置和所述清洁装置；所述路径选择模块根据设定的路径，向所述驱动转向装置发出控制信号，控制所述自动清洁单元依照设定的路径移动。

3.如权利要求1所述的太阳能发电站自动清洁系统，其特征在于，所述控制单元还包括信号接收器，所述信号接收器接收用于控制自动清洁单元的信号。

4.如权利要求1所述的太阳能发电站自动清洁系统，其特征在于，所述吸尘器的风机通过控制单元控制可以正转或反转。

5.如权利要求1-4中任一所述的太阳能发电站自动清洁系统，其特征在于，所述自动清洁系统还包括收纳单元，所述收纳单元设置于太阳能发电站的边缘，用于收纳所述自动清洁单元。

6.如权利要求5所述的太阳能发电站自动清洁系统，其特征在于，所述收纳单元还包括充电基座，用于对所述自动清洁单元的充电装置充电。

7.如权利要求5所述的太阳能发电站自动清洁系统，其特征在于，所述收纳单元还包括排污口，当所述自动清洁单元收纳在所述收纳单元中、所述吸尘器的吸尘口与所述排污口对准、吸尘器风机反转时将收纳袋中的污物排出。

8.一种太阳能发电站自动清洁方法，其特征在于，所述自动清洁方法包括以下步骤：

c)同时，控制单元控制清洁装置进行清洁工作：刷组和吸尘器相互配合对太阳能发电站进行清洁，并将污物吸入吸尘器的收纳袋内；

d)清洁完毕后，控制单元控制自动清洁单元返回收纳单元；

e)自动清洁单元的充电装置接触收纳单元的充电基座，对所述自动清洁单元充电；

9.如权利要求8所述的太阳能发电站自动清洁方法，其特征在于，在下雪天气时，所述步骤c)为控制单元停止刷组转动，控制吸尘器电机反转，对积雪进行吹扫。

10.如权利要求8所述的太阳能发电站自动清洁方法，其特征在于，在下雨天气时，所述步骤c)为控制单元关闭吸尘器运转，控制刷组转动，对太阳能发电站进行刷洗。