CN103934241B - 移动式大型光伏电站组件除尘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动式大型光伏电站组件除尘装置，发电机或取力器、水箱、支架、污水泵、泥沙过滤器、污水回收盒、高压水泵置放牵引车上，牵引车左右两侧布污水回收盒，输水管、擦拭杆和吸水杆固定在支架上。在发电机或取力器提供的动力作用下，将水箱里的水输送到输水管，将水从喷水孔垂直喷射到组件表面，水流夹带着泥沙从组件下边缘流入污水回收过滤部，清水流入水箱里，而泥沙留在过滤器中，从而实现了水的部分循环利用。最后，由悬挂在吸水杆正下方吸水材料将遗留在组件表面零星的水滴吸干。本发明清洗速度快，节约水源，结构简单，成本较低，后期维护成本较低，除尘效果明显，可以显著提高光伏电站收益率。

Description

移动式大型光伏电站组件除尘装置

技术领域

本发明涉及一种光伏组件表面的除尘设备，具体是指一种移动式大型光伏电站组件除尘装置。

背景技术

我国拥有684000km²的沙漠和570000km²的戈壁，除了我国西北部的古尔班通古特沙漠，其它沙漠和戈壁地区的年总辐射都在5000-7000MJ·m^-2,而且这些地区的土地成本非常低，甚至是免费的，这都为大型光伏电站的建设提供了有利的条件。经过近几年的快速发展，现在在我国的沙漠、戈壁地区初步形成了4大光伏电站基地：格尔木、河西走廊、银川南北和新疆哈密大型光伏电站群。然而，这些地区也是我国沙尘暴的多发区，平均每年达10–20天,这也直接导致这些地区降尘严重。降落到组件表面的灰尘可以显著减少光伏电站的发电量，尤其在降水量较少的干旱半干旱区地区，月平均损失约7%，在降尘严重的季节，损失量可以达到30%。

降尘造成的发电量损失严重影响了投资者们的预期收益。针对这种情况，科技工作者们发明了以下多种除尘方法：拖把除尘、高压喷水枪除尘、喷淋式除尘（包括高空洒水式除尘（中国专利CN201518459U）和顶部固定洒水式除尘（中国专利CN202343494U）（中国专利CN202192042U））、滚动刷除尘（包括移动式滚动刷除尘（中国专利CN202102809U）（中国专利CN202683511U）、导轨往返式滚动刷除尘（中国专利CN202238750U）（中国专利CN201558822U）、机器人式滚动刷除尘）、震动除尘、电离除尘。前两者（拖把除尘和高压喷水枪除尘）简单可行，但其工作量大，花费时间长，用水量较大，成本较高，不适合用于清洗位于缺水的干旱半干旱地区的大型的光伏电站。最后两者（震动除尘和电离除尘）因其价格昂贵，而且无法清洗稍泥泞的组件，目前只用在清除火星探测器组件表面的降尘（火星无降雨）。喷淋式除尘设备不能移动，所以成本很高，而且仅仅倚靠水的作用力清除沙尘，只能清除大部分沙尘，组件表面总有一层特别细的沙尘紧紧吸附着，无法完全清除，作者在实验中发现即使提供很高的水压，也不能清除这层紧紧吸附的沙尘。滚动刷除尘是当前国内外研究最多的一种光伏组件除尘方式，其中导轨往返式滚动刷除尘和机器人式滚动刷除尘只适合小型的清洗规模。而前者因为要在每个或每组组件上面安装导轨，成本很高，清洗速度太慢。移动式滚动刷除尘是目前清洗大型光伏电站最好的也是最成熟的方式，它将滚动刷安装在从移动车辆伸出的悬臂上，并通过距离感应器使滚动刷始终和倾斜的组件保持相同的倾角和固定的距离，从而实现降低成本并对组件的每个点都清洗干净的目标。因为由移动车辆牵引，所以清洗速度较其它几种要快数倍。然后，滚动刷的使用导致其速度还是不能让人满意，调整滚动刷和组件保持固定距离的结构运动频率较大，尤其是在地面不平的电站里，而在风沙较大的地区，风沙的磨蚀作用特别厉害，容易使这些运动的结构出现故障，造成后期的维护成本较高。

发明内容

针对上述现有除尘技术中的不足，本发明的目的旨在提供一种移动式大型光伏电站组件除尘装置。本装置利用水的冲刷，橡胶棒和柔软且吸水性强的材料擦拭，清除光伏电板上的沙尘，从而有效降低大型光伏电站的除尘成本。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

移动式大型光伏电站组件除尘装置，是由牵引车6以及安装在牵引车上的发电机或取力器23、水箱24、支架3、输水管9a和输水管9b、擦拭杆11a和擦拭杆11b、输水管14a和输水管14b、吸水杆18a和吸水杆18b；污水泵21、泥沙过滤器22、污水回收盒2、高压水泵12组成。发电机或取力器23、水箱24、支架3、污水泵21、泥沙过滤器22、污水回收盒2、高压水泵12置放牵引车2上，牵引车6左右两侧布污水回收盒2a和污水回收盒2b，输水管9a和输水管9b、液压或者电动伸缩杆10a连接的擦拭杆11a和液压或者电动伸缩杆10a连接的擦拭杆11b、输水管14a和输水管14b、液压或者电动伸缩杆17a连接的吸水杆18a和液压或者电动伸缩杆17b连接的吸水杆18b固定在支架3上，输水管9a开有入水口7a和喷水孔8a，输水管9b开有入水口7b和喷水孔8b；同样输水管14a开有入水口16a和喷水孔15a，输水管14b开有入水口16b和喷水孔15a；擦拭杆11a和擦拭杆11b正下方悬挂橡胶棒和长方形的柔软且吸水性强的布块，吸水杆18a和吸水杆18b正下方悬挂橡胶棒和长方形的柔软且吸水性强的布块；与水箱24连接的高压水泵12通过等径三通13与1＃L型三通球阀5和2＃L型三通球阀20连通，1＃L型三通球阀5通过输水支管4a和输水支管4b与输水管9a和输水管9b相连，同样，2＃L型三通球阀20通过输水支管19a和输水支管19b与输水管18a和输水管18b相连；污水泵21一头与污水回收盒2连通、另一头与泥沙过滤器22连通。

本发明的优点和产生的有益效果

1、本发明将输水管在牵引车上，距离光伏组件最高点一定高度，这样不用频繁调整输水管光伏组件的距离，特别适合地面高低不平的光伏电站。

2、本发明的水流通过输水管许多喷水孔垂直流下来，与降雨相似，不像高压喷水枪会产生水滴的迸溅，从而减少了短路发生的情况。

3、本发明的清洗部出水口成线状排列，随着牵引车的移动，线成为一个面，与平常的高压喷枪相比，增大了与组件的接触面积，节约了水源。

4、本发明为移动式的除尘仪器，擦拭杆和吸水杆正下方悬挂橡胶棒和长方形的柔软且吸水性强的布块，擦拭和清洗速度较同类产品快。

5、本发明结构简单，所用材料价格便宜易得，装置的成本较低。

6、本发明没有高速旋转的结构，在风沙环境下，后期的维护成本较低。

7、本发明能有效清除光伏板99%以上的灰尘，可以显著提高光伏电站的发电量。

附图说明

图1是本发明平面示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案再作进一步说明：

一种移动式大型光伏电站组件除尘装置，是由牵引车6以及安装在牵引车上的取力器23、水箱24、支架3、污水回收盒2a和污水回收盒2b、输水管9a和输水管9b、擦拭杆11a和擦拭杆11b、输水管14a和输水管14b、吸水杆18a和吸水杆18b；污水泵21、泥沙过滤器22和高压水泵12组成。取力器23、水箱24、支架3、污水泵21、泥沙过滤器22和高压水泵12置放牵引车2上，牵引车6左右两侧布污水回收盒2a和污水回收盒2b，输水管9a和输水管9b、液压或者电动伸缩杆10a连接的擦拭杆11a和液压或者电动伸缩杆10a连接的擦拭杆11b、输水管14a和输水管14b、液压或者电动伸缩杆17a连接的吸水杆18a和液压或者电动伸缩杆17b连接的吸水杆18b固定在支架3上，输水管9a开有入水口7a和喷水孔8a，输水管9b开有入水口7b和喷水孔8b；喷水孔一到三行，喷水孔的直径为0.2-2mm。同样输水管14a开有入水口16a和喷水孔15a，输水管14b开有入水口16b和喷水孔15a；擦拭杆11a和擦拭杆11b正下方悬挂橡胶棒和长方形的柔软且吸水性强的布块，吸水杆18a和吸水杆18b正下方悬挂橡胶棒和长方形的柔软且吸水性强的布块；与水箱24连接的高压水泵12通过等径三通13与1＃L型三通球阀5和2＃L型三通球阀20连通，1＃L型三通球阀5通过输水支管4a和输水支管4b与输水管9a和输水管9b相连，同样，2＃L型三通球阀20通过输水支管19a和输水支管19b与输水管18a和输水管18b相连；污水泵21与污水回收盒2连通、污水回收盒2中设有泥沙过滤器22。

牵引车2沿着箭头1所示的方向前进，需要清洗的组件位于牵引车的左侧，此时左侧的部件工作。而位于右侧的擦拭杆11b及其悬挂物和吸水杆18b及其悬挂物在液压或者电动伸缩杆10b和液压或者电动伸缩杆17b在取力器或发电机23作用下，调整到与牵引车6纵向线呈15度角度的位置，以其不与右侧的其它组件相碰撞为准。然后开启高压水泵12，调节1＃L型三通球阀5的开关方向，使水流在输水支管4a中流过，并最终通过输水管9a正上方的进水口7a进入输水管9a内部,并通过喷水孔7a呈线型垂直向下喷出，冲刷光伏电站组件上的沙尘，紧接着擦拭杆11a在液压或者电动伸缩杆10a的作用下，下方悬挂橡胶棒和长方形的柔软且吸水性强的布块擦拭光伏电板。擦拭完毕后，调节体积较小的2＃L型三通球阀20的开关方向，使水流在输水支管19a中流过，并最终通过输水管14a正上方的进水口16a进入输水管14a内部,并通过喷水孔15a呈线型垂直向下喷出；喷出的水流降落到倾斜的组件上。输水管9a和输水管14a都向着牵引车移动的方向1倾斜0-45角度。其中输水管9a的孔间间距短，单位长度喷水孔数量多，单位长度出水量大；输水管14a的孔间间距长，单位长度喷水孔数量少，单位长度出水量小。输水管9a把组件上的大部分的沙尘冲洗掉，而紧紧吸附在组件表面的少量细沙粒则由擦拭杆11a下面悬挂的柔软且吸水性强的长方形布块擦拭，再由喷水盒14a喷出的水冲洗掉。残留在组件表面的水滴由吸水杆18a下面悬挂的柔软且吸水性强的长方形布块吸收干净。防止强烈的阳光通过水滴的聚焦对组件产生灼伤。当吸水杆18a下面的长方形材料吸收的水分饱和以后，即重新换一个干的。从组件表面流下来的含沙水流流入污水回收盒2a。污水回收盒2a为一长方形无盖的盒子，盒子一侧挂在支架3上，另一侧位于组件下檐的下方一定距离处，防止污水回收盒2a碰到组件下檐。组件上流下来的泥沙水流入污水回收盒2a里。为防止污水回收盒2a碰到组件支架3的基础部，在盒子靠近组件一侧安装有柔软的橡胶板，倾角与组件的倾角一致为了让一部分稍大粒径的泥沙留在污水回收盒2a里以减少泥沙过滤器22的负担，污水回收盒2a里每隔三十到五十厘米安装一个高5厘米的横档，以减弱水的流速，从而使部分粒径大的沙尘沉下来。

在污水泵21的作用下，将污水回收盒2a里的泥沙水送到污水过滤器22，过滤出来的清水则重新进入水箱24，泥沙留在泥沙过滤器22中。随着牵引车6的移动，由输水管9a和输水管14a下面的许多喷水孔喷出的水线形成一个面，实现对组件表面的依次清洗。如果左侧的组件清洗完成，要清洗右侧的组件，则牵引车6调转到与原前进方向1相反的方向，右侧组件启动，操作程序与左侧相同，除尘交替进行。

Claims (3)

1.一种移动式大型光伏电站组件除尘器，其特征在于：第一输水管（9a）开有第一入水口（7a）和第一喷水孔（8a）,第二输水管（14a）开有第二入水口（16a）和第二喷水孔（15a）,第一输水管（9a）位于第二输水管（14a）的前方，擦拭杆（11a）位于第一输水管（9a）和第二输水管（14a）之间，吸水杆（18）位于第二输水管（14a）后方；第一输水管（9a）通过第一喷水孔（8a）将水流线性垂直喷洒到组件上，把组件上的大部分的沙尘冲洗掉，而紧紧吸附在组件表面的少量细沙粒则由擦拭杆（11a）下面悬挂的柔软且吸水性强的长方形布块擦拭脱离组件表面，再由第二输水管（14a）喷出的水冲洗掉,残留在组件表面的水滴由吸水杆(18a)下面悬挂的柔软且吸水性强的长方形布块吸收干净；组件上流下来的泥沙水流入污水回收盒(2a)里，在污水泵(21)的作用下，将污水回收盒(2a)里的泥沙水送到污水过滤器(22)，过滤出的清水则重新进入水箱(24)；如果左侧的组件清洗完成，要清洗右侧的组件，则牵引车(6)调转到与原前进方向(1)相反的方向，右侧部件启动，操作程序与左侧相同，除尘交替进行。

2.根据权利要求1所述的一种移动式大型光伏电站组件除尘器，其特征在于：第一输水管（9a）和第二输水管（14a）放置于组件最高点上方一定距离处，且其与车辆移动方向的夹角为0-45度。

3.根据权利要求1所述的一种移动式大型光伏电站组件除尘器，其特征在于：第一喷水孔（8a）和第二喷水孔（15a）的直径为0.2-2mm，行数为一到三行；第一输水管(9a)的孔间间距短，单位长度的喷水孔数量多，因此单位长度出水量大；相反，第二输水管(14a)的孔间距长，单位长度喷水孔数量少，单位长度出水量小。