CN104300890B - 一种光伏板清洗装置 - Google Patents
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Abstract
一种光伏板清洗装置。其包括灰尘传感器、控制器、清洗模块、行走控制模块、行走平台和电源模块。灰尘传感器与控制器相连接；控制器分别与灰尘传感器、清洗模块和行走控制模块相连接；清洗模块与控制器相连接；行走平台为推动本装置行走的移动平台，行走控制模块为与行走平台相连接的控制驱动电路，其接收控制器的指令，并根据指令控制行走平台行走；电源模块与本装置中的各用电部件相连接，用于为各部件供电；其包括电源变换电路、电池充电回路和蓄电池。本发明提供的光伏板清洗装置可以对光伏组件进行彻底清洁，从而减小灰尘对光伏发电效率和寿命的影响，保证光伏发电系统的正常高效运行。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，特别是涉及一种光伏板清洗装置。
背景技术
通过光伏发电进行了现场实测，实测结果显示积灰对光伏发电影响明显。光伏板的积灰三效应：光伏板积灰的遮挡效应、光伏板积灰的温度效应、光伏板积灰的腐蚀效应，因此光伏板的灰垢对于光伏板的发电效率和寿命影响是很大的。由于大型光伏发电站大多地处荒漠地带，风沙对光伏组件污染容易造成发电效率降低，并严重影响发电收益。原有的光伏组件清洁方式不仅过程艰难，且无法保证得到及时有效清洁。
在现有技术中，针对光伏组件的清洁主要有两种方式，一种是采用清扫机器人，这样方式无需对光伏组件进行任何改造，清扫机器人能直接依附于光伏组件自动行走、自动清扫，并可设定不同的工作模式，清扫完毕时可自动离开光伏组件，不对光伏组件造成遮挡阴影。但是该技术要求光伏板安装整齐平整，并且只采用清扫方式无法保证顽固污渍得到清理；还有一种清洁方式是采用智能清洁装置，该技术采用固定式水冲洗清洁方式，存在设备成本高、水资源无法保证等问题。
因此，需要一种新的技术方案，可以对光伏组件进行彻底清洁，从而减小灰尘对光伏发电效率和寿命的影响，保证光伏发电系统的正常高效运行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种光伏板清洗装置。
为了达到上述目的，本发明提供的光伏板清洗装置包括：灰尘传感器、控制器、清洗模块、行走控制模块、行走平台和电源模块；其中，灰尘传感器与控制器相连接，用于测量所述光伏板上的灰尘量，并将测量到的灰尘量进行数字化后得到的灰尘量值发送至所述控制器；控制器分别与灰尘传感器、清洗模块和行走控制模块相连接，用于接收灰尘量值，并根据灰尘量值输出清洁操作信号至给清洗模块，同时根据清洗的需要控制行走平台行走；清洗模块与控制器相连接，用于根据所述控制器的清洁操作信号执行清洗操作；行走平台为推动本装置行走的移动平台，行走控制模块为与行走平台相连接的控制驱动电路，其接收控制器的指令，并根据指令控制行走平台行走；电源模块与本装置中的各用电部件相连接，用于为各部件供电；其包括电源变换电路、电池充电回路和蓄电池。
所述的灰尘传感器为安装在光伏板受光面的灰尘检测探头，用于测量灰尘量，其利用膜电容和测光相结合的方式测量灰尘量。
所述的光伏板清洗装置还包括：显示模块，连接至所述控制器、所述清洗模块和所述电源模块，对所述灰尘量值和所述清洗操作的清洗进度进行显示。
所述的显示模块包括：显示屏和/或指示灯。
所述的光伏板清洗装置还包括：通讯模块，连接至所述控制器和外部终端之间，实现所述外部终端和所述控制器之间的数据交互。
所述的通讯模块采用有线通讯方式和采用无线通讯方式进行通讯，有线通讯采用RS485接口方式，无线通讯采用zigbee。
所述的清洗模块包括清扫模块，其与控制器相连接，清扫模块包括清扫驱动电机、清扫毛刷和控制电路，其中，控制器通过控制电路与驱动电机相连接，驱动电机驱动清扫毛刷运动；控制器能够通过控制电路控制清扫毛刷的运动状态；具体的工作方式为：清扫模块在行走平台左右行走定位后，再按照由上至下的运动方式通过清扫毛刷的快速扫动将灰尘从光伏板上清扫到地上；
所述的清洗模块还包括：吸尘模块，连接至所述控制器，包括吸尘驱动电机、清扫毛刷和吸尘电机；
所述清洗模块还包括：泡沫清洁模块，连接至所述控制器，其包括泡沫生成模块、涂抹模块和擦拭模块。
所述的控制器设置在行走平台上，所述的行走平台包括框架和驱动电机，控制器通过行走控制模块与驱动电机相连接；驱动电机驱动框架在光伏板上方行走，控制器通过行走控制模块控制框架的行走状态，清洗模块连接在所述清洗行走平台上，并跟随框架行走；
所述的行走平台为清洗行走平台，为本装置的安装平台，控制器、清洗模块、通讯模块、电源模块均安装在该平台上。
所述的吸尘模块包括吸尘驱动电机、清扫毛刷和吸尘电机，吸尘模块在接收到控制器的清洁操作信号时，通过吸尘驱动电机驱动清扫毛刷和吸尘电机，以将所述光伏板上的灰尘吸入尘袋。
本发明提供的光伏板清洗装置可以对光伏组件进行彻底清洁，从而减小灰尘对光伏发电效率和寿命的影响，保证光伏发电系统的正常高效运行。
附图说明
图1为本发明提供的的实施例的光伏板清洗装置的框图；
图2为本发明提供的实施例的清洗模块的框图；
图3为本发明提供的实施例的吸尘模块的结构示意图；
图4为本发明提供的实施例的外部终端的框图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明提供的光伏板清洗装置进行详细说明。
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例的光伏板清洗装置的框图。
如图1所示，本发明提供的光伏板自动清洗装置100，包括：灰尘传感器102、控制器104、清洗模块106、行走控制模块114、行走平台116和电源模块110；其中，灰尘传感器102与控制器104相连接，用于测量所述光伏板上的灰尘量，并将测量到的灰尘量进行数字化后得到的灰尘量值发送至所述控制器104；控制器104分别与灰尘传感器102、清洗模块106和行走控制模块114相连接，用于接收灰尘量值，并根据灰尘量值输出清洁操作信号至给清洗模块106，同时根据清洗的需要控制行走平台116行走；清洗模块106与控制器104相连接，用于根据所述控制器的清洁操作信号执行清洗操作；行走平台116为推动本装置行走的移动平台，行走控制模块114为与行走平台116相连接的控制驱动电路，其接收控制器104的指令，并根据指令控制行走平台116行走；电源模块110与本装置中的各用电部件相连接，用于为各部件供电；其包括电源变换电路、电池充电回路和蓄电池；这样使得本装置既可以采用外部供电工作，也可利用自身电池工作。
所述的灰尘传感器102为安装在光伏板受光面的灰尘检测探头，用于测量灰尘量，其利用膜电容和测光相结合的方式测量灰尘量，继而根据灰尘量决定需要进行的清洗操作，这样，针对性更强，不同的灰尘量值对应不同的操作，既避免了不必要的资源浪费，又能保证光伏组件的清洁质量。
所述的行走平台116是本装置能否正常工作的关键，行走平台116有两个作用：一是设备安装平台，本装置除外部终端外其他设备均安装在该平台上；二是设备工作时平台保证正常移动，为清洁模块工作提供运动支撑；行走控制模块114可以控制行走平台116的行走。
在上述技术方案中，优选地，还包括：显示模块112，连接至所述控制器104、所述清洗模块106和所述电源模块110，对所述灰尘量值和所述清洗操作的清洗进度进行显示。
在上述技术方案中，优选地，所述显示模块112包括：显示屏和/或指示灯，用于将灰尘量值和清洗进度展示给用户，方便了用户的查看，用户可以根据查看到的数据采取其他控制操作。
在上述技术方案中，优选地，还包括：通讯模块108，连接至所述控制器104和外部终端200之间，实现所述外部终端200和所述控制器104之间的数据交互。
在该技术方案中，通过通讯模块108实现控制器104和外部终端200之间的数据交互，这样外部终端200就可以对控制器104进行控制或进行相应的设置；其中，通讯模块108采用有线通讯方式和采用无线通讯方式进行通讯，有线通讯采用RS485接口方式，无线通讯采用zigbee，这两种通讯方式均为非常成熟的通讯解决方案，具有可靠性高，模块价格低易于采购的特点，完全可以满足系统对于通讯速率和可靠性的要求；外部终端200主要是对设备进行设定和控制，保证设备的正常运行。
图2示出了根据本发明的实施例的清洗模块的框图。
如图2所示，所述的清洗模块106包括清扫模块1062，其与控制器104相连接，清扫模块1062包括清扫驱动电机、清扫毛刷和控制电路，其中，控制器104通过控制电路与驱动电机相连接，驱动电机驱动清扫毛刷运动；控制器104能够通过控制电路控制清扫毛刷的运动状态；具体的工作方式为：清扫模块1062在行走平台116左右行走定位后，再按照由上至下的运动方式通过清扫毛刷的快速扫动将灰尘从光伏板上清扫到地上；
在该技术方案中，控制器104检测到的灰尘量的情况，分别发出三种清洁操作信号：第一清洁操作信号是在灰尘量的值较小时发出的清洁操作信号，第二清洁操作信号是在灰尘较多时发出的清洁操作信号，第三清洁操作信号是在灰尘特别多或是有顽固灰尘时发出的清洁操作信号；
当清扫模块1062从控制器104接收到的清洁操作信号为第一清洁操作信号、第二清洁操作信号或第三清洁操作信号时，通过清扫毛刷对所述光伏板进行清扫。
如图2所示，在上述技术方案中，优选地，所述清洗模块106还包括：吸尘模块1064，连接至所述控制器104，包括吸尘驱动电机、清扫毛刷和吸尘电机，在所述吸尘模块1064从所述控制器104接收到的清洁操作信号为第二清洁操作信号或第三清洁操作信号时，通过吸尘驱动电机驱动清扫毛刷和吸尘电机，以将所述光伏板上的灰尘吸入尘袋；即当灰尘量较多时，不但采取清扫操作，还采取吸尘操作，可以保证光伏板的清洗质量；在吸尘完成后该模块具有自动清倒功能，防止尘袋过满影响吸尘效果。
如图2所示，在上述技术方案中，优选地，所述清洗模块106还包括：泡沫清洁模块1068，连接至所述控制器104，其包括泡沫生成模块、涂抹模块和擦拭模块，泡沫清洁模块1068对于顽固灰尘进行清扫，采用涂抹、浸润、擦拭的工序清理；当泡沫清洁模块1068从控制器104接收到的清洁操作信号为第三清洁操作信号时，泡沫清洁模块1068通过泡沫生成模块、涂抹模块和擦拭模块对光伏板进行清理；即当灰尘特别多或是有顽固灰尘时，除了采取上面的清扫和吸尘操作外，还采用泡沫清洗操作，这样，可以清洗掉较顽固的灰尘，保证了光伏板的清洗质量。
控制器104通过灰尘检测采用灰尘传感器102测量灰尘量来确定清洗模块106的工作模式：当灰尘量小时只有清扫模块1062工作，灰尘量大时清扫模块1062和吸尘模块1064均工作，存在顽固灰尘则在上述清扫和吸尘工序完成后启动泡沫清洁模块1068工作。
在上述技术方案中，优选地，所述控制器104设置在行走平台116上，所述的行走平台116包括框架和驱动电机，控制器104通过行走控制模块114与驱动电机相连接；驱动电机驱动框架在光伏板上方行走，控制器104通过行走控制模块114控制框架的行走状态，清洗模块106连接在所述清洗行走平台上，并跟随框架行走；
在该技术方案中，所述的行走平台116为清洗行走平台，为本装置的安装平台，控制器104、清洗模块106、通讯模块108、电源模块110等均安装在该平台上，这样本装置工作时平台保证正常移动，可以为清洗模块106的工作提供运动支撑。
图3示出了根据本发明的实施例的吸尘模块的结构示意图。
如图3所示，吸尘模块1064包括吸尘驱动电机202、清扫毛刷204和吸尘电机206，吸尘模块1064在接收到控制器的清洁操作信号时，通过吸尘驱动电机202驱动清扫毛刷204和吸尘电机206，以将所述光伏板上的灰尘吸入尘袋208，在吸尘完成后该模块还具有自动清倒功能，防止尘袋过满影响吸尘效果。
图4示出了根据本发明的实施例的外部终端的框图。
在本技术方案中，通讯模块使得控制器和外部终端之间建立了连接，实现外部终端和控制器之间的数据交互。而对于外部终端，其可以对光伏板清洗装置进行设定和控制，从而保证设备的正常运行。对于外部终端的结构框图，如图4所示。
在本发明中，术语“第一”、“第二”“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种光伏板清洗装置，所述的光伏板清洗装置包括：灰尘传感器(102)、控制器(104)、清洗模块(106)、行走控制模块(114)、行走平台(116)和电源模块(110)；其中，灰尘传感器(102)用于测量所述光伏板上的灰尘量，并将测量到的灰尘量进行数字化后得到的灰尘量值发送至所述控制器(104)；控制器(104)分别与灰尘传感器(102)、清洗模块(106)和行走控制模块(114)相连接，用于接收灰尘量值，并根据灰尘量值输出清洁操作信号至给清洗模块(106)，同时根据清洗的需要控制行走平台(116)行走；清洗模块(106)与控制器(104)相连接，用于根据所述控制器的清洁操作信号执行清洗操作；行走平台(116)为推动本装置行走的移动平台，行走控制模块(114)为与行走平台(116)相连接的控制驱动电路，其接收控制器(104)的指令，并根据指令控制行走平台(116)行走；电源模块(110)与本装置中的各用电部件相连接，用于为各部件供电；其包括电源变换电路、电池充电回路和蓄电池；
其特征在于：所述的清洗模块(106)包括清扫模块(1062)，其与控制器(104)相连接，清扫模块(1062)包括清扫驱动电机、清扫毛刷和控制电路，其中，控制器(104)通过控制电路与驱动电机相连接，驱动电机驱动清扫毛刷运动；控制器(104)能够通过控制电路控制清扫毛刷的运动状态；具体的工作方式为：清扫模块(1062)在行走平台(116)左右行走定位后，再按照由上至下的运动方式通过清扫毛刷的快速扫动将灰尘从光伏板上清扫到地上。
2.根据权利要求1所述的光伏板清洗装置，其特征在于：所述的清洗模块(106)还包括：吸尘模块(1064)，连接至所述控制器(104)；
所述清洗模块(106)还包括：泡沫清洁模块(1068)，连接至所述控制器(104)，其包括泡沫生成模块、涂抹模块和擦拭模块。
3.根据权利要求1所述的光伏板清洗装置，其特征在于：所述的控制器(104)设置在行走平台(116)上，所述的行走平台(116)包括框架和驱动电机，控制器(104)通过行走控制模块(114)与驱动电机相连接；驱动电机驱动框架在光伏板上方行走，控制器(104)通过行走控制模块(114)控制框架的行走状态，清洗模块(106)连接在所述清洗行走平台上，并跟随框架行走；
所述的行走平台(116)为清洗行走平台，为本装置的安装平台，控制器(104)、清洗模块(106)、通讯模块(108)、电源模块(110)均安装在该平台上。
4.根据权利要求2所述的光伏板清洗装置，其特征在于：所述的吸尘模块(1064)包括吸尘驱动电机(202)、清扫毛刷(204)和吸尘电机(206)，吸尘模块(1064)在接收到控制器的清洁操作信号时，通过吸尘驱动电机(202)驱动清扫毛刷(204)和吸尘电机(206)，以将所述光伏板上的灰尘吸入尘袋(208)。
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Legal Events
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |