CN103212553A - 太阳能电池板清洁系统及清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能电池板清洁系统及清洁方法，所述清洁方法能提供速度非常大的电离空气气流，电离空气气流中的带电粒子能中和掉太阳能电池板与堆积在其表面的灰尘之间的静电电荷，以降低灰尘与太阳能电池板表面之间的吸附力，从而能更容易的将灰尘去除。利用本发明提供的清洁系统或清洁方法清洁太阳能电池板时不会降低太阳能电池板的光电转换效率，而且不需水、清洁液，不需考虑人工补充水源、排泄废水的问题；另外，清洁系统中不需设置移动设备，使用非常便利。

Description

太阳能电池板清洁系统及清洁方法

技术领域

本发明属于太阳能电池领域，特别是涉及一种太阳能电池板清洁系统及清洁方法，所述清洁系统能产生特殊气流，以有效、简便地去除太阳能电池板表面的灰尘。

背景技术

目前，随着经济的发展、社会的进步，人们对能源提出了越来越高的要求，寻求新能源成为当前人类面临的迫切课题。由于太阳能发电具有火电、水电、核电所无法比拟的清洁性、安全性、资源的广泛性和充足性等优点，它已经成为二十一世纪最重要的新能源。太阳能光伏技术的发展使得太阳能发电系统更加广泛的应用于建筑楼道照明和城市道路照明等场合。太阳能发电系统尤其是安装在城市中的系统在使用过程中容易造成太阳能电池板表面堆积灰尘，堆积在太阳能电池板表面的灰尘会严重影响太阳能电池板的光电转换效率。有研究表示，堆积在太阳能电池板表面的灰尘甚至会使太阳能电池板的光电转换效率降低30％。因此，定期清洁太阳能电池板是一件不可忽视的工作。

现有技术中太阳能电池板的清洁系统有多种，大多数清洁系统是利用水来去除太阳能电池板上的灰尘。如公开号为CN 102240651A的一篇中国专利公开了这样一种太阳能电池板清洁系统：如图1所示，该清洁系统包括清洁头10和驱动装置20，驱动装置20与清洁头10连接以驱动清洁头10去除太阳能电池板表面的灰尘。清洁头10包括清洁层(未图示)、若干喷头(未图示)。驱动装置20通有水源，其包括驱动杆21、通水伸缩杆22、通水软管23、水路开关24，其中，水路开关24用于控制水源的开通与闭合，通水软管23与通水伸缩杆22相连，清洁头10中的喷头与通水软管23相连。当水路开关24处于开通状态时，水源通过通水伸缩杆22流入通水软管23，并通过通水软管23经由喷头喷向清洁头10中的清洁层中，浸润的清洁层可以去除太阳能电池板表面的灰尘。

另外，还可在上述清洁系统的驱动装置中设置清洁液进口，以加强清洁系统的除尘效果。

但上述清洁系统具有诸多缺点，如：

一、在清洁太阳能电池板的过程中，清洁系统中的部分装置会覆盖在太阳能电池板的表面，以致阻挡部分太阳光进入到太阳能电池中，降低了太阳能电池板的光电转换效率。

二、在清洁太阳能电池板的过程中需使用水、清洁液，造成极大的浪费；不仅需设置供水设备、废水收集设备，而且一旦水源耗尽或废水收集设备储满，需人工向供水设备补充水源或人工排泄废水，使清洁过程非常麻烦。

三、利用含有清洁液的水清洁太阳能电池板之后，清洁液中所含的某些物质(如钙)含残留在太阳能电池板表面，这些残留物质会使太阳能电池板的透光性能减弱，以致降低太阳能电池板的光电转换效率。

四、为了清洁整个太阳能电池板，清洁系统中常常需设置移动设备，如移动喷头，不仅使清洁系统过于复杂，而且在清洁过程中不便于放置清洁系统。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种清洁系统及清洁方法，利用该清洁系统或清洁方法在清洁太阳能电池板的过程中不会降低太阳能电池板的光电转换效率，而且不需使用水、清洁液、不会产生废水、不需设置移动设备，使用非常便利。

为解决上述问题，本发明提供一种太阳能电池板清洁系统，所述清洁系统包括：

空气压缩机，其用于提供压缩空气；

离子产生器，其通过管道连接所述空气压缩机并将所述压缩空气电离成电离压缩空气；

清洁装置，其包括清洁装置本体及设置在清洁装置本体上的喷口，所述清洁装置本体通过管道连接所述离子产生器，所述喷口的数量为一个或多个且倾斜面向太阳能电池板表面。

可选的，所述喷口的高度小于0.1mm。

可选的，所述清洁系统还包括角度调整装置，其用于调整所述喷口相对于太阳能电池板的倾斜角度。

可选的，所述清洁系统还包括用于开启或关闭所述清洁系统的控制装置。

可选的，所述清洁系统的喷口的长度总和与太阳能电池板的长度一致。

可选的，所述清洁装置固定在太阳能电池板的边缘上方。

可选的，所述清洁装置与太阳能电池板的安装支架一体形成。

可选的，所述清洁装置为风刀。

相应的，本发明还提供了一种太阳能电池板清洁方法，其包括：

由空气压缩机产生压缩空气；

由离子产生器将所述压缩空气进行电离，产生电离压缩空气；

将所述电离压缩空气通过清洁装置的喷口倾斜喷向太阳能电池板的表面，以去除太阳能电池板表面的灰尘。

可选的，对太阳能电池板进行清洁时，调整所述喷口相对于太阳能电池板的倾斜角度，使喷口喷出的电离压缩空气经过太阳能电池板中的光电转换材料层正上方的太阳能电池板表面，以去除光电转换材料层正上方的灰尘。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

利用本发明提供的清洁系统清洁太阳能电池板时不会降低太阳能电池板的光电转换效率，而且不需水、清洁液，不需考虑人工补充水源、排泄废水的问题；另外，清洁系统中不需设置移动设备，使用非常便利、除尘效果好。

附图说明

图1是现有一种太阳能电池板清洁系统的结构示意图。

图2是本发明的太阳能电池板清洁系统的结构示意图。

图3是本发明的一个实施例中清洁装置设置在太阳能电池板安装支架上的示意图。

图4是本发明的另一实施例中清洁装置设置在太阳能电池板安装支架上的示意图，其中，实线圆圈内的部分是虚线圆圈内的部分的放大图。

具体实施方式

如前所述，本发明要解决的问题是提供一种清洁系统及清洁方法，利用该清洁系统或清洁方法在清洁太阳能电池板的过程中不会降低太阳能电池板的光电转换效率，而且不需使用水、清洁液、不会产生废水、不需设置移动设备，使用非常便利。

为解决上述问题，本发明提供了一种太阳能电池板清洁系统及清洁方法，所述方法将由含有带电粒子的电离压缩空气形成的电离空气气流倾斜喷向太阳能电池板的表面，电离空气气流中的带电粒子能中和掉太阳能电池板与堆积在太阳能电池板表面的灰尘之间的静电电荷，以降低灰尘与太阳能电池板之间的吸附力，同时，由于电离空气气流速度非常大、具有很大的冲击力，在电离空气气流的作用下，太阳能电池板表面上的灰尘能更容易被清除，加强了除尘效果。

下面结合附图，通过具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的可实施方式的一部分，而不是其全部。根据这些实施例，本领域的普通技术人员在无需创造性劳动的前提下可获得的所有其它实施方式，都属于本发明的保护范围。

如图2所示，本发明中的清洁系统包括：空气压缩机(compressor)100，其与用于传输压缩空气的管道200连接；离子产生器(ionizer)300，其一端与管道200连接，另一端与用于传输电离压缩空气的管道400连接；清洁装置500，其包括清洁装置本体510及设置在清洁装置本体510上的喷口520，清洁装置本体510与管道400连接，通入清洁装置本体510中的电离压缩空气经由喷口520倾斜喷向太阳能电池板10。在本发明的一个实施例中，清洁装置500优选为风刀(air knife)。风刀通过科恩达效应原理及特殊的内部结构构造可形成一股厚度很薄的气幕，此气幕的速度非常大、冲击力非常强且强度均匀，因此能有效、完整的去除太阳能电池板表面的灰尘。风刀具有刀口即喷口520，刀口的形状为长条形，刀口520高度h的大小与气流的冲击力大小有紧密联系，为了确保气流具有足够的冲击力以保证清洁系统的除尘效果，刀口520的高度h需小于0.1mm。

如图4所示，在本发明的另一个实施例中，可仅通过在清洁装置本体510中开设两个或两个以上的小孔即可形成清洁装置500，同样地，为确保从喷口520喷出的气流具有足够的冲击力，小孔的高度h(图4中实线圆圈内的部分是虚线圆圈内的部分的放大图)也需小于0.1mm。与内部结构复杂的风刀相比，这种清洁装置结构更为简单、制作更为方便。由于风刀具有独特的内部结构设计，因此，风刀的除尘效果优于这种开设小孔的清洁装置的除尘效果。在本发明的其它实施例中，清洁装置也可以其它结构形式存在，只要从其喷口喷出的气流具有足够的压强、冲击力并能去除太阳能电池板表面灰尘即可。

可选的，本发明中的清洁系统还包括用于开启或关闭清洁系统的控制装置。控制装置可控制清洁系统中空气压缩机100、离子产生器300、清洁装置500的开启或关闭，从而可实现在任意时刻自动清洁太阳能电池板。

利用上述太阳能电池板清洁系统清洁太阳能电池板时，继续参图2所示，向空气压缩机100中通入空气，空气压缩机100对空气进行处理之后会产生压缩空气。压缩空气由与空气压缩机100连接的管道200传送至离子产生器300中。压缩空气传送至离子产生器300之后仍然具有较大的压强，离子产生器300对压缩空气进行处理之后会产生含有带电粒子的电离压缩空气。电离压缩空气通过与离子产生器300连接的管道400传送至清洁装置500的清洁装置本体510。传送至清洁装置500中的电离压缩空气仍然具有较大的压强，且还包含带电粒子，从喷口520喷出的一股电离空气气流700不仅具有很大的速度，而且还具备很大的冲击力。由于清洁装置500设置在太阳能电池板10的上方，且喷口520倾斜面向太阳能电池板10的表面(这里所谓的倾斜面向是指：如图2中所示，喷口520与太阳能电池板10之间形成的夹角A为锐角)，从喷口520喷出的电离空气气流700能到达太阳能电池板10的表面并沿着气流的流动方向经过太阳能电池板的表面直至到达太阳能电池板10的边缘。电离空气气流700中的带电粒子能中和掉太阳能电池板10与太阳能电池板表面的灰尘之间的静电电荷，以降低太阳能电池板与灰尘之间的吸附力，同时由于电离空气气流700具有很大的速度、冲击力，在其作用下，太阳能电池表面的灰尘能更容易被清除，以达到很好的除尘效果。

图3是本发明的一个实施例中清洁装置设置在太阳能电池板安装支架上的示意图，结合图2、图3所示，在清洁太阳能电池板的过程中，清洁装置500设置在太阳能电池板10的安装支架20上(清洁装置与太阳能电池板安装支架接触)，安装支架20呈框型。优选地，使清洁装置500设置在太阳能电池板10的边缘上方，即使清洁装置500设置在框型安装支架20的一条边20a上，这样，从清洁装置500喷口520喷出的电离空气气流700能从太阳能电池板10的一个边缘到达至太阳能电池板10的另一个相对的边缘，以达到更好的除尘效果。而且，较佳的，可使清洁系统中喷口520的长度总和L与太阳能电池板10的长度一致，以确保沿太阳能电池板长度方向的灰尘能被完全去除。

清洁系统中清洁装置的数量可为一个或多个。当清洁装置的数量为一个且清洁装置是通过在清洁装置本体中开设两个或两个以上的小孔形成时，多个小孔沿太阳能电池板的长度方向依次排列，且多个小孔的长度l(如图4所示，实线圆圈内的部分是虚线圆圈内的部分的放大图，长度l为小孔的平行于太阳能电池板方向上的最大尺寸)的总和L与太阳能电池板10的长度一致；当清洁装置的数量为一个且清洁装置为风刀时，继续参图3所示，清洁装置中喷口的数量为一个，此时，一个风刀刀口的长度需与太阳能电池板的长度一致。当清洁装置的数量为多个(两个或两个以上)时，继续参图4所示，可将两个或两个以上上述两种结构形式的清洁装置组装在一起，使清洁装置中喷口的长度总和L与太阳能电池板10的长度一致。

图4是本发明的另一实施例中清洁装置设置在太阳能电池板安装支架上的示意图，在此实施例中，清洁系统中还包括角度调整装置，其用于调整喷口相对于太阳能电池板的倾斜角度，以使本发明中的清洁系统可灵活应用在不同的太阳能电池板中。如图4所示，清洁系统中包括两个清洁装置500，一个为风刀，另一个为在清洁装置本体中开设两个或两个以上小孔的清洁装置。风刀刀口倾斜面向太阳能电池板的表面，小孔也倾斜面向太阳能电池板的表面，风刀刀口的长度、多个小孔的长度之和L与太阳能电池板的长度一致。两个清洁装置500设置在太阳能电池板上方，清洁系统中的角度调整装置可用于调节清洁装置相对于太阳能电池板的倾斜角度。角度调整装置可有多种实现方式，如图4所示，角度调整装置包括吊杆800，将吊杆800与清洁装置500连接在一起，当驱动吊杆800作空间转动时，即可调节清洁装置500相对于太阳能电池板10的倾斜角度，在这种角度调整装置中，清洁装置500不与太阳能电池板安装支架接触并悬挂在太阳能电池板上方。当然，角度调整装置也可以其它结构形式设置，只要其能调整清洁装置相对于太阳能电池板的倾斜角度即可。

太阳能电池板中包含光电转换材料层，由于太阳能电池板一般需安装在支架上，太阳能电池板的边缘区域一般不会形成光电转换材料层，只会在太阳能电池板的中央区域设置光电转换材料层。因此，为了不降低太阳能电池板的光电转换效率，需保证将光电转换材料层正上方的灰尘去除。结合图2、图3所示，为了使从喷口520喷出的电离空气气流700能完全去除光电转换材料层30正上方的灰尘，需调整喷口520与太阳能电池板10之间所成的角度A，以使电离空气气流700能经过光电转换材料层30正上方的太阳能电池板表面。由于喷口520的高度h很小，可将喷口520视作一个平面520a，当平面520a不与光电转换材料层30交叉(不包含平面520a刚好经过光电转换材料层30最右端的情形)时可实现光电转换材料层30正上方的太阳能电池板表面的灰尘被去除。相反，当顺时针旋转喷口520所在的平面520a使其与光电转换材料层30相交并使部分光电转换材料层30位于平面520a的右方时，则清洁太阳能电池板时从喷口520喷出的电离空气气流700无法经过位于平面520a右方的那部分光电转换材料层上方，以致部分光电转换材料层上方的灰尘无法去除。

一般风刀的材质为铝，而太阳能电池板安装支架的材质大多也为铝，因此，风刀可与安装支架一体形成。当然，当清洁装置为其它结构形式时，它也可与安装支架一体形成。当清洁装置与安装支架不为一个整体时，也可通过螺栓、螺母将清洁装置固定在安装支架上。

本发明的清洁系统中的空气压缩机、离子产生器、清洁装置均不是移动设备，因此在清洁过程中不用考虑移动设备难以放置的问题。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

利用本发明提供的清洁系统清洁太阳能电池板时不会降低太阳能电池板的光电转换效率，而且不需水、清洁液，不需考虑人工补充水源、排泄废水的问题；另外，清洁系统中不需设置移动设备，使用非常便利、除尘效果好。

上述通过实施例的说明，应能使本领域专业技术人员更好地理解本发明，并能够再现和使用本发明。本领域的专业技术人员根据本文中所述的原理可以在不脱离本发明的实质和范围的情况下对上述实施例作各种变更和修改是显而易见的。因此，本发明不应被理解为限制于本文所示的上述实施例，其保护范围应由所附的权利要求书来界定。

Claims (10)

1.一种太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述清洁系统包括：

空气压缩机，其用于提供压缩空气；

离子产生器，其通过管道连接所述空气压缩机并将所述压缩空气电离成电离压缩空气；

清洁装置，其包括清洁装置本体及设置在清洁装置本体上的喷口，所述清洁装置本体通过管道连接所述离子产生器，所述喷口的数量为一个或多个且倾斜面向太阳能电池板表面。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述喷口的高度小于0.1mm。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述清洁系统还包括角度调整装置，其用于调整所述喷口相对于太阳能电池板的倾斜角度。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述清洁系统还包括用于开启或关闭所述清洁系统的控制装置。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述清洁系统的喷口的长度总和与太阳能电池板的长度一致。

6.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述清洁装置设置在太阳能电池板的边缘上方。

7.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述清洁装置与太阳能电池板的安装支架一体形成。

8.根据权利要求1所述的太阳能电池板清洁系统，其特征在于，所述清洁装置为风刀。

9.一种太阳能电池板清洁方法，其特征在于，其包括：

由空气压缩机产生压缩空气；

由离子产生器将所述压缩空气进行电离，产生电离压缩空气；

将所述电离压缩空气通过清洁装置的喷口倾斜喷向太阳能电池板的表面，以去除太阳能电池板表面的灰尘。

10.根据权利要求9所述的太阳能电池板清洁方法，其特征在于，对太阳能电池板进行清洁时，调整所述喷口相对于太阳能电池板的倾斜角度，使喷口喷出的电离压缩空气经过太阳能电池板中的光电转换材料层正上方的太阳能电池板表面，以去除光电转换材料层正上方的灰尘。

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