CN104539233B - 光伏阵列组件自动清洗除尘系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公布了一种光伏阵列组件自动清洗除尘系统，属于光伏发电技术领域。该系统设置在光伏阵列上，该系统包括分别设置在光伏阵列顶部上的上轨道、下轨道，在上轨道和下轨道上支撑设置有移动框架，在移动框架上设置供电线缆或光伏电池板、蓄电池及控制器，移动框架上设置有左右移动驱动电机，所述的移动框架上端设置有绕轮，绕轮通过收放电机控制，绕轮上缠绕有抗拉电缆，抗拉电缆的端部连接在清洗行走小车上，清洗行走小车上设置有清洗除尘装置，在清洗行走小车上设置有传感器，移动框架上设置有传感器，上述传感器信号连接至控制器。本系统可以方便的实现光伏阵列的自动清洗除尘。
Description
技术领域
本发明涉及一种光伏阵列清洗除尘系统，特别涉及一种光伏阵列组件自动清洗除尘系统，属于光伏发电技术领域。
背景技术
随着世界能源危机和环境污染问题的日趋严重，人们加快了对太阳能光伏发电技术的研究和应用，于是地面大型光伏电站、屋顶分布式电站、光伏农业大棚等各种形式的光伏电站大量出现。然而在自然条件下使用的光伏组件表面累计的灰尘极大的影响了发电量，鸟粪或其它污物还会造成严重的热斑效应，影响光伏电站的发电量和运行安全，定期频繁的灰尘清理已成为光伏电站日常运维的重要工作。目前，光伏电站组件的清洁大部分还是靠人工手动进行，清洗的方式分为用水冲洗或用拖把清扫。用水冲洗耗水量大且清扫效果不理想，除非用水冲洗多次；用拖把清扫效率低下，人工成本高。如果光伏电站处于荒漠，水资源缺乏， 用水成本更高。为适应日益壮大的光伏发电发展的需要，光伏电站配套的清洗除尘系统的开发具有很大的必要性。
发明内容
为克服上述光伏阵列组件的的清洗除尘问题，本发明的目的在于提供一种光伏阵列组件自动清洗除尘系统。
为实现本发明的目的，本发明所采用的技术方案为：光伏阵列组件自动清洗除尘系统，设置在光伏阵列上，所述的自动清洗除尘系统包括分别设置在光伏阵列顶部上的左右方向的上轨道、设置在光伏阵列底部的左右方向的下轨道，在上轨道和下轨道上支撑设置有左右方向移动框架，所述的移动框架包括与光伏阵列斜面平行的左轨道、右轨道，清洗行走小车设置在移动框架上的轨道上沿移动框架斜面上下移动，移动框架上设置供电线缆或在移动框架上设置光伏电池板、蓄电池及控制器，蓄电池通过光伏电池板充电，移动框架上设置有左右移动驱动电机，所述的移动框架上端设置有绕轮，绕轮通过收放电机控制，驱动电机和收放电机通过蓄电池或供电线缆供电，通过控制系统控制，绕轮上缠绕有抗拉电缆，抗拉电缆的端部连接在清洗行走小车上，清洗行走小车上设置有清洗除尘装置，在清洗行走小车上设置有传感器，移动框架上设置有传感器，上述各传感器信号连接至控制系统。
，进一步的，所述的清洗除尘装置为无水清洗除尘装置，在清洗行走小车框架内从下向上依次安装有滚刷和至少一个布条刷，所述的布条刷包括刷辊和3-6道沿着刷辊周向设置的柔性翅片，进一步的，所述的清洗除尘装置为无水清洗除尘装置，在清洗行走小车框架内从下向上依次安装有滚刷和吸尘装置，进一步的，所述的清洗除尘装置为有水清洗除尘装置，在清洗行走小车框架内从下向上依次安装有第一喷淋管、滚刷、第二喷淋管、刮水条，移动小车上设置有接水管路，进一步的，所述的清洗行走小车上设置有高压气体管路及接口，高压气体管路联通至喷淋管，所述的喷淋管上连接有至少一个二流体喷头，进一步的，所述的上轨道和下轨道端部延伸出光伏阵列一侧一定距离，作为移动框架的停机位置，进一步的，所述的吸尘装置包括储尘箱和吸尘嘴，吸尘嘴的开口朝向光伏组件表面，进一步的，所述的清洗行走小车上的清洗除尘装置设置有高度调节装置，进一步的，所述的清洗行走小车上的清洗除尘装置包括设置在小车上的灰尘粘附或吸附装置，进一步的，在清洗行走小车上的四个角部设置有四个传感器，在移动框架的四个角部设置有四个传感器。
本发明的积极有益技术效果为：本发明可以通过在光伏阵列上安装导轨和清洗行走小车实现光伏阵列的自动清洗除尘，本装置通过光伏电池板供电，通过控制系统控制，清洗除尘装置可根据组件大的清洗需要选择除尘、除尘及吸尘、除尘及水洗、除尘及二流体清洗，清洗小车上的清洗除尘装置可以方便的更换，清洗除尘装置的高度在小车的垂直方向上可调，可以方便的调节清洗除尘装置至光伏组件表面的距离，在清洗除尘时可形成不同的表面压力，在清洗除尘装置上设置有粘附板或吸附板，可以防止在除尘室扬起的灰尘再次落到光伏组件的表面而影响除尘效果，在移动框架的四个角部设置传感器，可以方便的限位控制移动框架，在清洗行走小车的四角设置传感器，可以方便的限位和控制移动小车，整体系统通过控制系统控制，可以方便的实现光伏阵列的自动清洗除尘。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是安装有水清洗装置的行走小车示意图。
图3是安装一种无水除尘装置的行走小车示意图。
图4是安装另一种无水除尘装置的行走小车示意图。
图5是滚刷截面示意图。
图6是布条刷截面示意图。
具体实施方式
为了更充分的解释本发明的实施，提供本发明的实施实例。这些实施实例仅仅是对该装置的阐述，不限制本发明的范围。
如图1至图6所示，光伏阵列组件自动清洗除尘系统，包括上轨道3、下轨道4、移动框架5、清洗行走小车6及清洗除尘装置、传感器602、光伏电池板53、蓄电池及控制器54，其中上轨道3和下轨道4安装在光伏阵列1的上边沿和下边沿，并与光伏阵列1的上边沿和下边沿平行，移动框架5安装在上轨道3和下轨道4上面，高出光伏阵列1的倾斜面一定距离并与光伏阵列1的倾斜面保持平行，在左右移动驱动电机驱动下沿着光伏阵列1长度方向左右运动，组成移动框架的左边框和右边框同时起着左轨道55和右轨道56的作用；清洗行走小车6安装在移动框架5的左轨道55和右轨道56上面，也与光伏阵列1表面保持平行。在清洗行走小车6的上边框连接有至少一根抗拉电缆52，抗拉电缆52的另一头缠绕在安装在移动框架5上端且由缠绕电机驱动的工字轮51上，通过工字轮51的旋转来起到收线和放线的作用，进而驱动行走小车6的上下运动，所述清洗除尘装置安装在清洗行走小车6上，与星系行走小车6同步上下运行，传感器602分别安装在移动框架5和行走小车6的四个角部，移动框架6上的传感器未画出，传感器用来对移动框架及清洗行走小车的行走位置进行探测，传感器可以为光电开关、接近开关、接触开关等，输送信号至控制系统，传感器分别与移动框架5和行走小车6同步运动，控制其运动位置极限，移动框架5上设置光伏电池板53，光伏电池板53、蓄电池及控制器54都安装在移动框架5上，跟随移动框架5同步左右运动，光伏电池板53产生的电能通过控制器储存到蓄电池中，蓄电池通过控制器放电，为整个系统的运行提供能量，驱动移动框架5、行走小车6、清洗除尘装置的运行，无需外接电源，控制器可采用单片机或PLC控制，上轨道3和下轨道4伸出光伏阵列1一侧一定距离，作为移动框架5的停留位置，在不进行清洗工作时不会对光伏阵列1造成遮挡影响，清洗除尘装置分为两种：一种为有水清洗装置如图2所示，另一种为无水除尘装置如图2和图3所示，有水清洗装置的构成为：在行走小车6框架内沿光伏阵列斜面方向从下向上依次安装有第一喷淋管603、滚刷A601、第二喷淋管604、刮水条605，当行走小车6从上往下运动时，第一喷淋管603开始喷水润湿光伏组件2表面的污渍，蓄电池供电的滚刷A电机带动滚刷A601旋转清洗组件2，第二喷淋管604喷水冲洗光伏组件2表面，刮水条605将湿润的组件玻璃表面的残留水刮净。有水清洗装置适用于光伏组件表面的污渍附着比较牢固的情况，为了更好的实现有水清洗，可以在清洗小车上设置高压气体管路接头，高压气体通入喷淋管，在喷淋管上安装喷头，实现二流体清洗，高压气体管路接头在清洗行走小车上没有示出。无水除尘装置，适用于光伏组件表面的浮灰较多的情况。无水除尘装置又分为两种：无水除尘装置A如图3所示和无水除尘装置B如图4所示。无水除尘装置A的构成为：在行走小车6框架内沿光伏阵列斜面方向从下向上依次安装有滚刷B611、布条刷612，布条刷612包括刷辊613和四道沿着刷辊周向的柔性翅片，614为其中一个柔性翅片，其截面如图6所示，图6中是一个截面上的一组四个翅片，沿刷辊轴向设置有多组翅片，翅片614由若干矩形小布条组成，材质可以是纯棉、化纤、绸缎，翅片614与刷辊613通过简易机构连接，可以通过卡槽、粘接等方式快速连接，方便快速拆装，当行走小车6从上往下运动时，蓄电池供电驱动的滚刷B电机带动滚刷B611和布条刷612旋转，滚刷B611的作用是将光伏组件表面附着的灰尘松散化，布条刷612通过旋转时柔性翅片614产生的气流将松散化的灰尘向下逐步滚动吹落。无水除尘装置B的构成为：在行走小车6框架内从下向上依次安装有滚刷C621、吸尘装置622，吸尘装置622包括储尘箱624和吸尘嘴623，吸尘嘴623的开口朝向光伏组件并间隔微小间隙，当行走小车6从上往下运动时，蓄电池供电的滚刷C电机带动滚刷C621将电池板表面附着的灰尘松散化，而其后的吸尘装置622则及时将松散化的灰尘吸入储尘箱624中，人工定期清理储尘箱中的灰尘即可。本系统中的滚刷、吸尘装置均可通过抗拉线缆供电。以上方式是本系统的供电采用光伏电池板53和蓄电池，在外接电源方便的情况下，可以适应供电电缆来实现为驱动电机、收放电机及清洗除尘装置供电，可通过采用一个自动收放的线轮设置在移动框架上，自动收放的线轮可采用在目前线轮的基础上增加发条来实现自动收放线，也可以通过左右驱动电机行走时同时驱动一个自动收放线的线轮来实现收放，这种方式的收放线与移动框架更为同步，供电电缆外接市电能够降低使用成本。
滚刷A601、滚刷B611、滚刷C621的截面如图5所示，包括金属圆管71、注塑层72、若干撮刷毛73。刷毛73栽种在注塑层72里，材质可以是尼龙丝、猪鬃等，以旋转时不损伤玻璃为宜。上轨道3、下轨道4、左轨道55、右轨道56的形状可以是方钢、槽钢、C型钢、圆管、角铁、齿条、铝型材等，并有相应形状的轮子与轨道配合运行。移动框架5、行走小车6的材质可以是方管、C型钢、铝型材中的一种。蓄电池可以是锂离子电池、铅酸电池、磷酸铁锂电池中的一种。为防止扬起的灰尘再次落到光伏阵列的表面，可在清洗行走小车上设置粘附板，以粘附扬起的灰尘。本发明的清洗除尘装置在清洗小车上高度均可调节，以便调节滚刷、布条刷、喷淋管、吸尘装置的吸气口到光伏组件表面的距离。本发明中光伏电池板对蓄电池充电和蓄电池放电均通过控制器控制，各传感器通过控制系统控制。
在详细说明本发明的实施方式之后，熟悉该项技术的人士可清楚地了解，在不脱离上述申请专利范围与精神下可进行各种变化与修改，凡依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围，且本发明亦不受限于说明书中所举实例的实施方式。
Claims (10)
1.光伏阵列组件自动清洗除尘系统，设置在光伏阵列上，其特征在于：所述的自动清洗除尘系统包括分别设置在光伏阵列顶部上的左右方向的上轨道、设置在光伏阵列底部的左右方向的下轨道，在上轨道和下轨道上支撑设置有左右方向移动框架，所述的移动框架包括与光伏阵列斜面平行的左轨道、右轨道，清洗行走小车设置在移动框架上的轨道上沿移动框架斜面上下移动，移动框架上设置供电线缆或在移动框架上设置光伏电池板、蓄电池及控制器，蓄电池通过光伏电池板充电，移动框架上设置有左右移动驱动电机，所述的移动框架上端设置有绕轮，绕轮通过收放电机控制，驱动电机和收放电机通过蓄电池或供电线缆供电，通过控制系统控制，绕轮上缠绕有抗拉电缆，抗拉电缆的端部连接在清洗行走小车上，清洗行走小车上设置有清洗除尘装置，在清洗行走小车上设置有传感器，移动框架上设置有传感器，上述各传感器信号连接至控制系统。
2.根据权利要求1所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的清洗除尘装置为无水清洗除尘装置，在清洗行走小车框架内从下向上依次安装有滚刷和至少一个布条刷，所述的布条刷包括刷辊和3-6道沿着刷辊周向设置的柔性翅片。
3.根据权利要求1所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的清洗除尘装置为无水清洗除尘装置，在清洗行走小车框架内从下向上依次安装有滚刷和吸尘装置。
4.根据权利要求1所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的清洗除尘装置为有水清洗除尘装置，在清洗行走小车框架内从下向上依次安装有第一喷淋管、滚刷、第二喷淋管、刮水条，移动小车上设置有接水管路。
5.根据权利要求4所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的移动小车上设置有高压气体管路及接口，高压气体管路联通至喷淋管，所述的喷淋管上连接有至少一个二流体喷头。
6. 根据权利要求1所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的上轨道和下轨道端部延伸出光伏阵列一侧一定距离，作为所述移动框架的停机位置。
7.根据权利要求3所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的吸尘装置包括储尘箱和吸尘嘴，吸尘嘴的开口朝向光伏组件表面。
8.根据权利要求1所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的清洗行走小车上的清洗除尘装置设置有高度调节装置。
9. 根据权利要求1所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：所述的清洗行走小车上的清洗除尘装置包括设置在小车上的灰尘粘附或吸附装置。
10. 根据权利要求1所述的光伏阵列组件自动清洗除尘系统，其特征在于：在清洗行走小车上的四个角部设置有四个传感器，在移动框架的四个角部设置有四个传感器。
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