CN104320067A - 屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，包括有固设在屋顶上并带有太阳能电池板的安装框架，其技术要点：在安装框架两侧边沿部平行对称设置有导轨，导轨上设有行走机构，该行走机构通过脚轮连接架与移动清洗平台固定连接；在靠近导轨移动清洗平台的两侧分别设置有一牵引驱动机构，所述的牵引驱动机构包括：牵引驱动减速机，输出轴上的主动链轮，链条，从动链轮，缠绕机构，缠绕钢丝绳；所述的缠绕钢丝绳通过钢丝绳张紧机构定位在移动清洗平台的行走轨迹上；在导轨移动清洗框架下部依次设置有：除雪铲，气液混合管喷嘴，高压空气管路喷嘴和刮板的四排结构。本发明具有结构简单合理，操作方便，综合成本低，安全可靠，应用范围宽等优点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能光伏发电运行维护技术领域，尤其涉及一种屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备。
背景技术
众所周知，大力开发利用新能源和可再生能源，是我国优化能源结构、改善环境、促进经济社会可持续发展的重要战略措施之一。目前，人类开发的五种新能源中，太阳能是最具发展潜力的，它是一种取之不尽、用之不竭的洁净安全可再生能源。近两年，随着国家扶持太阳能发电行业的政策力度不断加大，全国各地太阳能发电项目开发呈井喷状况，中国正在由世界第一光伏生产大国走向光伏应用大国。
我国的光伏产业发展除了在西部地广人稀、日照时间长的地区建设地面大型光伏电站外，国家还积极鼓励工业企业、事业单位、社会团体和居民家庭等电力用户投资建设分布式光伏发电系统。由此，在国内涌现出一批工业厂房屋顶太阳能光电建筑应用一体化项目，屋顶太阳能发电系统将得到了广泛的应用。
在光伏发电系统运行过程中，屋顶太阳能电池板很容易受到自然环境的影响，主要是污渍遮挡造成发电效率下降，下降率可达25%以上。而在我国北方，冬季降雪频繁，且雪量较大不易融化，造成电池板表面长期积雪而无法发电。在较高屋顶上若用人工除污、除雪不但效率低下，同时极易发生危险。
所以，屋顶太阳能发电系统在运行维护过程中，需要配备一种可以清污除雪的自动设备，它能够高效、自动地使用微量水即可清除污垢，同时可以有效地清除冬季积雪。
在太阳能电池板运行维护技术领域，相关技术人员提供了多种对太阳能电池板的清洗装置，使电池板上的灰尘得到清洗。如公开日为2014年03月26日，公开号为CN103658116A的发明专利，公开了一种“非接触式太阳能电池板清洗设备”，该设备包括移动装置和清洗装置。公开日为2014年4月23日，公开号为CN103736685A的发明专利，公开了一种“可移动式太阳能组件清洗设备”，该设备包括喷洗机构，角度调节机构，移动支撑机构，传动机构等。上述两种清洗方式均采用高压水冲洗太阳能电池板。该方式可以清除电池板表面灰尘，但耗水量较大。如公开日为2013年03月06日，公开号为CN202762664U的实用新型专利，公开了“一种太阳能电池板清洗设备”，该设备包括控制装置、动力装置、气体动力装置、清洗储备箱、清洗导轨及清洗装置，清洗方式以喷水加绒毛辊刷的方式来清洗灰尘。上述报道均为清洗电池板灰尘而设计，而针对解决北方屋顶太阳能电池板清污除雪的问题并未见报道。
发明内容
本发明的目的在于为屋顶太阳能电池板运行维护提供一种自动清污除雪设备，以解决屋顶太阳能电池板的除尘、除雪的技术问题。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，包括有固设在屋顶上并带有太阳能电池板的安装框架，其特征在于：在安装框架两侧边沿部平行对称设置有导轨，导轨上设有行走机构，该行走机构通过脚轮连接架与移动清洗平台固定连接；在靠近导轨移动清洗平台的两侧分别设置有一牵引驱动机构，所述的牵引驱动机构包括：牵引驱动减速机，输出轴上的主动链轮，链条，从动链轮，缠绕机构，缠绕钢丝绳；所述的缠绕钢丝绳通过钢丝绳张紧机构定位在移动清洗平台的行走轨迹上；在导轨移动清洗框架下部依次设置有四排结构，第一排除雪铲，第二排与气液混合管线相连接的喷嘴，第三排是带加热管路及高压空气管路相连接的喷嘴以及第四排刮板结构；所述的气液混合管线，加热管路及高压空气管路均设置在移动清洗平台上。
本发明还包括所述行走机构包括设置在导轨上的承重轮，限位侧轮。
在导轨外侧的脚轮连接架上还连接有一管线拖链。因导轨外侧布置管线及电缆拖链，防止管线与电缆缠绕。
为提高加热效率，则在所述的加热管路固设在高压空气管路内侧。
所述的除雪铲是通过可摆动除雪铲支撑架与移动清洗框架相连接的。。
本设备通过以下技术方案实现除尘，除雪：延屋顶倾斜方向，在电池板两侧布置左右导轨，两导轨间距离可达6－8米，导轨为屋顶铺设的轻型专用导轨。左右导轨内安装特种行走轮组。行走轮组与移动清洗平台连接。移动清洗框架两端分别布置两个移动牵引机构，牵引机构通过钢丝绳的缠绕形成驱动力，使移动清洗平台可上下移动。牵引机构可根据不同的灰层或雪层厚度进行移动速度调节。
清洗执行部分采用多排设计，最前端安装有冬季除雪的除雪铲，除雪铲分段且带有一定角度布置，其距离电池板的高度可以调整，且带有距离传感器已防止除雪铲损坏电池板组件。第二排安装有气液混合管线及喷嘴，夏天时用来清除灰尘。低压水经过高压空气从喷嘴喷出，既有较大清洗压力，又节约用水。第三排为具有加热功能的管路并带有高压空气喷嘴，用于冬季吹出高压热空气，可融化除雪铲清除余下的积雪和冰。最后一排为特种硅胶刮片，其材料具有耐温跨度大的特点，不会因为天气过热或过冷而变软或变脆，其夏天可刮除污渍，冬天可刮除冰雪融化的残水。
本发明还具有结构简单合理，操作方便，综合成本低，安全可靠，应用范围宽等优点。
附图说明
图1是本发明结构示意简图；
图2 是图1的俯视结构示意简图；
图3 是本发明的一种清污除雪行走状态示意简图；
图4是本发明的另一种清污除雪行走状态示意简图；
图5是本发明中的高压空气管路剖视状态示意简图。
主要附图标记说明：牵引驱动减速机1，主动链轮2，链条3，从动链轮 4，缠绕机构5，缠绕钢丝绳6，左导轨7，承重轮8，脚轮连接架9，硅胶刮板10，右导轨11，移动清洗平台12，限位侧轮13，钢丝绳张紧机构14，除雪铲15，防护罩16，气液混合管路17，高压空气管路18，中心加热管19，管架20，气液混合射流喷嘴21，高压空气喷嘴22，刮板骨架23，距离传感器24，管线拖链25，摆动除雪铲支撑架26，电池板27，电池板框架28，屋顶29。
下面将结合附图并通过实例对本发明作进一步详细说明，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围，本发明的权利保护范围以权利要求为准。
具体实施方式
由图1-4所示，图中的1为固设在屋顶29上并带有太阳能电池板27的电池板框架28；在电池板框架28两侧边沿部平行对称设置有左导轨7、右导轨11，该左、右导轨（7、11）上设有行走机构，该行走机构由设置在导轨上的承重轮8，限位侧轮13所组成，该行走机构通过脚轮连接架9与移动清洗平台12固定连接；在靠近导轨移动清洗平台的两侧分别设置有一牵引驱动机构，所述的牵引驱动机构包括：牵引驱动减速机1，输出轴上的主动链轮2，链条3，从动链轮4，缠绕机构5，缠绕钢丝绳6；所述的缠绕钢丝绳6是通过钢丝绳张紧机构14定位在移动清洗平台12的行走轨迹上；在导轨移动清洗平台12下部依次设置有四排结构，第一排除雪铲15，第二排与气液混合管线17相连接的气液混合射流喷嘴21，第三排是带中心加热管19及高压空气管路18相连接的高压空气喷嘴22以及第四排为刮板结构，包括硅胶刮板10，该硅胶刮板10通过刮板骨架23固接在移动清洗平台12上；所述的气液混合管线17，中心加热管19及高压空气管路18均设置在移动清洗平台12上。
另外，图中的16为牵引驱动机构的防护罩；20为固定在移动清洗平台上用来限位管路和管线的管架。
操作步骤：
在夏季，当电池板27因灰尘遮挡而发电效率明显下降时，应启动该清洗设备。清洗设备位于电池板顶端的初始位置，首先将气、液混合管路17接通，关闭高压空气管路18。开启水泵及空压机，气、液混合射流按设定压力、流量从喷嘴21喷出，通电控制牵引驱动减速机1运转，带动主动链轮2旋转，通过链条3传动带动从动链轮4旋转，缠绕钢丝绳6经过缠绕机构5，并通过两端的钢丝绳张紧机构14 张紧后，形成移动清洗平台12的移动牵引力，移动清洗平台12两端牵引速度通过控制牵引驱动减速机1的转速来保证同步，移动清洗平台12两端通过脚轮连接架9安装有承重轮8及限位侧轮13，可沿左右导轨7、11移动。其移动速度可通过变频调节。移动清洗平台12在移动过程中，空气管路、水管路及电缆可通过管线拖链25与设备同步拖动，可防止管线的缠绕。同时，带有较大压力的气液混合射流将对电池板表面污渍形成侧向切削清洗打击力，在移动清洗平台12上横向、分段安装带有刮板骨架23的硅胶刮板10，硅胶刮板10与移动清洗平台12移动方向呈现一定角度。随着刮板的移动可将清洗掉的污渍刮除干净，该设备一次清洗宽度可在6－10米，清洗的移动距离可以达到几十米，完成一次清洗结束后，关闭气体、液体管线阀门，通过控制牵引驱动减速机1反向旋转，可快速退回设备初始位置。下次清洗可重复上述过程。
在冬季，当下雪时，可启动该设备。首先将中心加热管19通电，使得高压空气管路18加热，关闭气、液混合管路17，开启空压机，高压空气管路18经中心加热管19加热后，从高压空气喷嘴22喷出，通电控制牵引驱动减速机1运转，产生牵引驱动力，控制移动清洗平台12缓慢移动。移动清洗平台12所移动的最前端分段安装有可摆动除雪铲支撑架26，可摆动除雪铲支撑架26上安装有非金属材料制成的除雪铲15，除雪铲15与电池板27间的距离可以通过可摆动除雪铲支撑架26进行调整，同时，除雪铲15上安装有距离传感器24，可实时监测除雪铲与电池板间的安全距离，以保护设备不会损坏电池板。除雪铲15与移动方向带有一定角度布置，可将积雪向电池板布置两侧清除。除雪铲除去较厚的雪后，高压热空气随后经高压空气喷嘴22喷出，可融化残余的微量雪和冰，布置在后排的硅胶刮板10可刮去残余的水及垢。一次清除宽度及长度上面已经叙述，完成一次清扫后，关闭高压空气管线阀门，通过控制牵引驱动减速机1反向旋转，可快速退回设备初始位置。下次清洗可重复上述过程。
Claims (6)
1.一种屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，包括有固设在屋顶上并带有太阳能电池板的安装框架，其特征在于：在安装框架两侧边沿部平行对称设置有导轨，导轨上设有行走机构，该行走机构通过脚轮连接架与移动清洗平台固定连接；在靠近导轨移动清洗平台的两侧分别设置有一牵引驱动机构，所述的牵引驱动机构包括：牵引驱动减速机，输出轴上的主动链轮，链条，从动链轮，缠绕机构，缠绕钢丝绳；所述的缠绕钢丝绳通过钢丝绳张紧机构定位在移动清洗平台的行走轨迹上；在导轨移动清洗框架下部依次设置有四排结构，第一排除雪铲，第二排与气液混合管线相连接的喷嘴，第三排是带加热管路及高压空气管路相连接的喷嘴以及第四排刮板结构；所述的气液混合管线，加热管路及高压空气管路均设置在移动清洗平台上。
2.根据权利要求1所述的屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，其特征在于：所述行走机构包括设置在导轨上的承重轮，限位侧轮。
3.根据权利要求1所述的屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，其特征在于：所述的除雪铲上安装有与太阳能电池板之间的距离传感器。
4.根据权利要求1所述的屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，其特征在于：在导轨外侧的脚轮连接架上还连接有一管线拖链。
5.根据权利要求1所述的屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，其特征在于：所述的加热管路固设在高压空气管路内侧。
6.根据权利要求1所述的屋顶太阳能电池板自动清污除雪设备，其特征在于：所述的除雪铲是通过可摆动除雪铲支撑架与移动清洗框架相连接的。
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