CN104907272A - 一种用于太阳能电池板的自动清洗装置及其智能控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于太阳能电池板的自动清洗装置及其智能控制方法，与现有技术相比解决了无法对太阳能电池板进行自动清洗的缺陷。本发明的横向运动组件包括固定安装在支撑座A上的横向步进电机，横向步进电机的输出轴上安装有横向齿轮且横向齿轮位于支撑座A的外侧部，毛刷辊的端部固定安装有刷辊齿轮且刷辊齿轮位于支撑座A的外侧部，导轨A的外侧部安装有横向行走齿条且横向行走齿条的长度与导轨A相同，横向齿轮、刷辊齿轮和横向行走齿条三者位于同一垂直面上，横向齿轮与刷辊齿轮相啮合，刷辊齿轮与横向行走齿条相啮合。本发明将清洗组件与太阳能电池板托架一体化连接，实现对太阳能电池板的自动清扫。

Description

一种用于太阳能电池板的自动清洗装置及其智能控制方法
技术领域
本发明涉及光伏设备维护技术领域，具体来说是一种用于太阳能电池板的自动清洗装置及其智能控制方法。
背景技术
鉴于日趋严重的空气污染、清洁能源有着取之不尽、用之不竭的特点，太阳能作为清洁能源其利用率在逐年提高，太阳能电池板发电技术也日趋成熟，家用太阳能电力储备及并网逐步得到推广，社会认可度逐年提高。但在实际应用中，由于太阳能电池板暴露在外界环境下，短时间内光伏板上就会附着大量灰尘，随着时间的推移灰尘影响会更大。光伏板表面污垢灰尘会造成年平均发电效率降低，其降幅超过6％，造成大量能源浪费。同时，不清洁物质的沉积也会成为太阳能电池板使用寿命降低的重要因素之一。由于太阳能电池板的安放位置的独特性，造成清洗周期较长、清洗较困难。如何开发出一种能够用于太阳能电池板的自动清扫装置已经成为急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中无法对太阳能电池板进行自动清洗的缺陷，提供一种用于太阳能电池板的自动清洗装置及其智能控制方法来解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种用于太阳能电池板的自动清洗装置，包括光伏支架和安装在光伏支架上的太阳能电池板，光伏支架上位于太阳能电池板的两侧分别安装有导轨A和导轨B，导轨A上安装有支撑座A且支撑座A与导轨A构成滑动配合，导轨B上安装有支撑座B且支撑座B与导轨B构成滑动配合，毛刷辊贯穿安装在支撑座A和支撑座B上且与支撑座A和支撑座B构成转动配合，
还包括横向运动组件，所述的横向运动组件包括固定安装在支撑座A上的横向步进电机，横向步进电机的输出轴上安装有横向齿轮且横向齿轮位于支撑座A的外侧部，毛刷辊的端部固定安装有刷辊齿轮且刷辊齿轮位于支撑座A的外侧部，导轨A的外侧部安装有横向行走齿条且横向行走齿条的长度与导轨A相同，横向齿轮、刷辊齿轮和横向行走齿条三者位于同一垂直面上，横向齿轮与刷辊齿轮相啮合，刷辊齿轮与横向行走齿条相啮合。
还包括纵向清扫组件，所述的纵向清扫组件包括固定安装在支撑座A和支撑座B上的纵向导轨，纵向导轨上安装有清洗刷托板且清洗刷托板与纵向导轨构成滑动配合，清洗刷托板的下方安装有纵向刷头，清洗刷托板的上方安装纵向步进电机，纵向步进电机的输出轴上安装有纵向齿轮，纵向导轨的侧部水平安装有纵向行走齿条且纵向行走齿条的长度与纵向导轨相同，纵向行走齿条和纵向齿轮两者位于同一水平面上，纵向行走齿条与纵向齿轮相啮合。
还包括PLC控制柜和固定安装在光伏支架上的气压传感器，太阳能电池板上安装有电量测算电路，电量测算电路和气压传感器的数据输出端与PLC控制柜的CPU相连，横向步进电机和纵向步进电机的电源控制线接在PLC控制柜的继电器开关上。
还包括光伏电池盖板，光伏电池盖板安装在支撑座A和支撑座B上方，PLC控制柜内安装有UPS，光伏电池盖板的电量输出端与UPS相连，横向步进电机和纵向步进电机的电源接在UPS上。
一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，包括以下步骤：
CPU确定气压阈值范围β，通过气压阈值范围β做出气压阈值散布图；
气压传感器以时间周期t为间隔采集实时气压值P，其中t＝5min，并传送至PLC控制柜内的CPU；
CPU将实时气压值P与阈值范围β进行比较，根据气压判异准则判定当前时段为阴天或晴天；
CPU若判断当前时段为晴天，则进行采集电池电量值判断，CPU根据判断结果决定是否触发横向步进电机和纵向步进电机工作。
所述的CPU确定气压阈值范围β包括以下步骤：
计算本采集日前7个晴天在当前时段的平均气压值a，其计算公式如下：
其中βi为本采集日前7个晴日中当前时段的气压值；
计算本采集日上一年同期前7个晴天在当前时段的平均气压值b，其计算公式如下：
其中β＇i为本采集日上一年同期前7个晴日中当前时段的气压值；
提取本采集日前一天当前时段的气压值c；
以时间T为X轴、压力值P为Y轴建立P-T散布图，在图中标出a、b、c，并将三者连线，其组成区域定义为区域A；
分别对a、b、c加上修正值k，形成修正数值a+k、b+k、c+k，在P-T散布图上分别标出a+k、b+k、c+k，并将三者连线，其组成区域位于区域A外的部分定义为区域B；
分别对a+k、b+k、c+k加上二次修正值h，形成修正数值a+k+h、b+k+h、c+k+h，在P-T散布图上分别标出a+k+h、b+k+h、c+k+h，并将三者连线，其组成区域位于区域B外的部分定义为区域C；
将区域A、区域B、区域C定义为气压阈值范围β。
所述的根据气压判异准则判定当前时段为阴天或晴天包括以下步骤：
设定气压判异准则，气压判异准则定义如下：
连续两次实时气压值P位于区域C范围内或区域C范围外；
连续五次实时气压值P中有四次实时气压值P位于区域A范围外；
连续三次实时气压值P中有两次实时气压值P位于区域B或区域B范围外；
连续十二次实时气压值P在不同区域之间交替出现；
通过获取的实时气压值P在气压判异准则中判断，达到气压判异准则判定为阴天，未达到气压判异准则判定为晴天。
所述的采集电池电量值判断包括以下步骤：
CPU确定电量阈值范围φ，通过电量阈值范围φ做出电量阈值散布图；
电量测算电路以时间周期t为间隔采集实时电量值M，其中t＝5min，并传送至PLC控制柜内的CPU；
CPU将实时电量值M与电量阈值范围φ进行比较，根据电量判异准则判定是否触发横向步进电机和纵向步进电机。
所述的CPU确定电量阈值范围φ包括以下步骤：
91)计算本采集日前30个晴天的当前时段平均发电量的加权值a＇，其计算公式如下：
其中为本采集日前30个晴天中的当前时段发电量；
计算本采集日上一年同期前30个晴天的当前时段平均发电量的加权值b＇，其计算公式如下：
其中为本采集日上一年同期前30个晴日中当前时段发电量；
提取本采集日前一天当前时段的发电量c＇；
以时间T为X轴、发电量M为Y轴建立M-T散布图，在图中标出a＇、b＇、c＇，并将三者连线，其组成区域定义为区域D；
分别对a＇、b＇、c＇加上修正值k＇，形成修正数值a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇，在M-T散布图上分别标出a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇，并将三者连线，其组成区域位于区域D外的部分定义为区域E；
分别对a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇加上二次修正值h＇，形成修正数值a'+k'+h'、b'+k'+h'、c'+k'+h'，在M-T散布图上分别标出a'+k'+h'、b'+k'+h'、c'+k'+h'，并将三者连线，其组成区域位于区域E外的部分定义为区域F；
将区域D、区域E、区域F定义为电量阈值范围φ。
所述的根据电量判异准则判定是否触发横向步进电机和纵向步进电机包括以下步骤：
设定电量判异准则，电量判异准则定义如下：
连续两次实时电量值M位于区域F范围内或区域F范围外；
连续五次实时电量值M中有四次实时电量值M位于区域D范围外；
连续三次实时电量值M中有两次实时电量值M位于区域E或区域E范围外；
连续十二次实时电量值M在不同区域之间交替出现；
通过获取的实时电量值M在电量判异准则中判断，达到电量判异准则判定发电量不足，触发横向步进电机和纵向步进电机工作；未达到电量判异准则判定发电量充足。
有益效果
本发明的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置及其智能控制方法，与现有技术相比将清洗组件与太阳能电池板托架一体化连接，实现对太阳能电池板的自动清扫。通过PLC控制柜和气压传感器的设计，能够实时判断天气情况，根据天气情况控制太阳能电池板的清扫工作，达到智能控制目的。通过光伏电池盖板的设计，使得清洗装置能为其自身提供电力。具有结构简单、成本低廉、使用方便的特点，适用于大规模的光伏电站。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明去除光伏电池盖板的结构示意图；
图3为本发明中横向运动组件的结构示意图；
图4为本发明中纵向清扫组件的结构示意图；
图5为本发明的电路连接原理框图；
图6为智能控制方法流程图；
图7为智能控制方法中的P-T散布图；
图8为智能控制方法中的M-T散布图；
其中，1-横向运动组件、2-纵向清扫组件、3-导轨A、4-导轨B、5-光伏支架、6-太阳能电池板、7-支撑座A、8-支撑座B、9-毛刷辊、10-光伏电池盖板、11-横向步进电机、12-横向齿轮、13-刷辊齿轮、14-横向行走齿条、21-纵向导轨、22-清洗刷托板、23-纵向刷头、24-纵向步进电机、25-纵向齿轮、26-纵向行走齿条、31-PLC控制柜、32-气压传感器、33-电量测算电路、34-CPU、35-UPS、36-继电器开关、41-太阳能储电装置。
具体实施方式
为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：
如图1和图2所示，本发明所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置，包括光伏支架5和安装在光伏支架5上的太阳能电池板6。光伏支架5上位于太阳能电池板6的两侧分别安装有导轨A3和导轨B4，导轨A3和导轨B4分别位于光伏支架5纵向的两个侧边。导轨A3上安装有支撑座A7且支撑座A7与导轨A3构成滑动配合，支撑座A7能够在导轨A3上滑动，滑动配合的方式可以采用现有技术中的多种方式，例如在支撑座A7下部安装滚轮，将滚轮嵌在导轨A3上。当然还可以在导轨A3上安装限位开关，将支撑座A7的运动位置限制在可控范围内。同理，导轨B4上安装有支撑座B8且支撑座B8与导轨B4构成滑动配合，支撑座B8可以在导轨B4上进行滑动。毛刷辊9贯穿安装在支撑座A7和支撑座B8上且与支撑座A7和支撑座B8构成转动配合，毛刷辊9贯穿支撑座A7和支撑座B8的目的是为了后期安装刷辊齿轮13，其转动配合的方式可以采用现有技术中的多种方式，例如将毛刷辊9位于支撑座A7和支撑座B8外侧采用螺帽固定或加装轴承等。
如图3所示，为了实现毛刷辊9的横向移动，还包括横向运动组件1。横向运动组件1包括固定安装在支撑座A7上的横向步进电机11，横向运动组件1也可以同样在支撑座B8上安装一个，实现两个横向运动组件1的配合使用，使得横向移动更稳定。横向步进电机11的输出轴上安装有横向齿轮12且横向齿轮12位于支撑座A7的外侧部，横向步进电机11可以穿过支撑座A7，将其输出轴伸出支撑座A7；也可以其输出轴直接穿过支撑座A7，横向齿轮12位于支撑座A7的外侧即可。毛刷辊9的端部固定安装有刷辊齿轮13且刷辊齿轮13位于支撑座A7的外侧部，由于毛刷辊9贯穿支撑座A7，刷辊齿轮13直接固定安装在支撑座A7外侧的毛刷辊9上，用于与横向齿轮12相配合。导轨A3的外侧部安装有横向行走齿条14且横向行走齿条14的长度与导轨A3相同，横向行走齿条14用于配合刷辊齿轮13使用。横向齿轮12、刷辊齿轮13和横向行走齿条14三者位于同一垂直面上，横向齿轮12与刷辊齿轮13相啮合，通过横向齿轮12的转动可以带动刷辊齿轮13的转动，刷辊齿轮13与横向行走齿条14相啮合，由于横向行走齿条14固定不动，通过刷辊齿轮13的转动，则实现横向运动。
当需要进行横向运动时，安装在支撑座A7上的横向步进电机11工作，带动横向齿轮12转动，横向齿轮12带动刷辊齿轮13转动。刷辊齿轮13的转动实现两个作用，一是带动毛刷辊9转动，提高了清扫效果；二是刷辊齿轮13在横向行走齿条14上走动。由于横向齿轮12和刷辊齿轮13以支撑座A7为转动支点，横向行走齿条14固定安装在导轨A3上，支撑座A7与导轨A3构成滑动配合，因此通过刷辊齿轮13的转动能够实现在横向行走齿条14上的走动，形成横向运动组件1的横向运动和清扫。
如图4所示，为了增加清扫效果，还可以包括纵向清扫组件2。纵向清扫组件2包括固定安装在支撑座A7和支撑座B8上的纵向导轨21，纵向导轨21横跨太阳能电池板6。纵向导轨21上安装有清洗刷托板22且清洗刷托板22与纵向导轨21构成滑动配合，清洗刷托板22可以在纵向导轨21上进行滑动。清洗刷托板22的下方安装有纵向刷头23，纵向刷头23用于纵向清扫太阳能电池板6。清洗刷托板22的上方安装纵向步进电机24，纵向步进电机24的输出轴上安装有纵向齿轮25，纵向齿轮25用于与固定有纵向导轨21上的纵向行走齿条26相配合。纵向导轨21的侧部水平安装有纵向行走齿条26且纵向行走齿条26的长度与纵向导轨21相同，纵向行走齿条26和纵向齿轮25两者位于同一水平面上，两者能够相配合使用，纵向行走齿条26与纵向齿轮25相啮合。
当需要进行纵向运动时，安装在纵向导轨21上的纵向步进电机24工作，带动纵向齿轮25转动。固定在纵向导轨21上的纵向齿轮25与固定在纵向导轨21上的纵向行走齿条26相配合，由于清洗刷托板22与纵向导轨21构成滑动配合，因此实现清洗刷托板22在纵向导轨21上的移动，从而带动纵向刷头23纵向运动。
如图1和图5所示，为了实现清洗装置的智能化自动控制，还包括PLC控制柜31。PLC控制柜31作为整个系统的中枢系统，用于控制系统各部件的工作启停及相应控制方法的执行。气压传感器32固定安装在光伏支架5上，用于检测外界环境变化，使得清洗装置仅在传感器显示为晴天状态时方可启动清洗工作。太阳能电池板6的送电线接入PLC控制柜31，PLC控制柜31再接入太阳能储电装置41，进行储存、转换太阳能电池板6吸收的电量。太阳能电池板6上安装有电量测算电路33，电量测算电路33用于测量太阳能电池板6的电量，以判断是否需要进行太阳能电池板6的清扫。电量测算电路33和气压传感器32的数据输出端与PLC控制柜31的CPU34相连，传输给CPU34进行智能判断。CPU34与继电器开关36相连，控制继电器开关36的通断，横向步进电机11和纵向步进电机24的电源控制线接在PLC控制柜31的继电器开关36上，通过继电器开关36控制横向步进电机11和纵向步进电机24的工作。
为了实现清洗装置的自给供电，还可以在支撑座A7和支撑座B8上方加装光伏电池盖板10，光伏电池盖板10带有光伏板，能够吸收太阳能自给。PLC控制柜31内安装有UPS35，UPS35带有整流电路，光伏电池盖板10的电量输出端与UPS35相连，从光伏电池盖板10吸收的太阳能经过UPS35转化后存储。横向步进电机11和纵向步进电机24的电源接在UPS35上，通过UPS35实现其电源供应。
本发明所述的自动清洗装置将大幅降低光伏电站的运营成本，以20MW太阳能光伏电站为例，电站的占地面积约700亩，总投资大概2亿元。预设计年最低发电量两千万度，政府补贴1元/kw·h，年收益大于两千万元。据统计：理论上太阳能电池板在洁净状态下的发电效率可达23-25％，如果太阳能电池板受到粉尘等污染，则发电效率会降至17-18％左右。根据上述参数可知：发电量损失为22％-32％。因此，每年由于风沙粉尘等污染导致发电效率降低，按最小损失22％计算，一年发电量损失高达几百万度，直接经济损失高达几百万元。通过本自动清洗装置的有效清洁保持太阳能电池板的洁净，原则上可以提高发电效率至少达20％以上，直接经济效益几百万。对于20WM发电机组，其设备费用总额+人工处理费用不超过25万元。本发明的引入将极大提高电站的运营效率和经济效益，具有较大的发展前景。
如图6所示，一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，包括以下步骤：
第一步，CPU34确定气压阈值范围β，通过气压阈值范围β做出气压阈值散布图。CPU34根据常期的晴天气压数据，自动建立气压阈值范围β，从而用于和当前气压值进行比对，确定当前天气是晴天或非晴天。其具体步骤如下：
(1)计算本采集日前7个晴天在当前时段的平均气压值a，当前时段为此时进行判断的时段(8时或9时)，例如本采集日为3月20日，从3月20日起往前推7天，若7天中出现一天(两天)是非晴天(阴天)，则剔除这一天(两天)再往前推一天(两天)，因此在此需提取本采集日前7个晴天的数据。其计算公式如下：
其中βi为本采集日前7个晴日中某一晴日在当前时段的气压值。
(2)计算本采集日上一年同期前7个晴天在当前时段的平均气压值b，本采集日上一年为前一年度，例如，当年若为2015年，上一年度则为2014年，上一年同期前7个晴天指的是本采集日在去年往前推7个晴天的数据。其计算公式如下：
其中β＇i为本采集日上一年同期前7个晴日中某一日在当前时段的气压值。
(3)提取本采集日前一天当前时段的气压值c，即昨日当前时段的数据。
以上数据的获取可以采用多种方式，如前期采集器的数据采集、光伏电站的气象数据信息或当地气象数据的人工录入等。
(4)以时间T为X轴、压力值P为Y轴建立P-T散布图，如图7所示，在图中标出a、b、c，并将三者连线，其组成区域定义为区域A。
(5)分别对a、b、c加上修正值k，形成修正数值a+k、b+k、c+k，修正值k为常数值，用于减少误差。在P-T散布图上分别标出a+k、b+k、c+k，并将三者连线，其组成区域位于区域A外的部分定义为区域B。区域B位于区域A之外，在区域A的外围，将区域A剔除后的区域定义为区域B。
(6)分别对a+k、b+k、c+k加上二次修正值h，修正值h同样为常数值，形成修正数值a+k+h、b+k+h、c+k+h。在P-T散布图上分别标出a+k+h、b+k+h、c+k+h，并将三者连线，其组成区域位于区域B外的部分定义为区域C。同理，区域C位于区域B之外，在区域B的外围，将区域B剔除后的区域定义为区域C。
(7)将区域A、区域B、区域C定义为气压阈值范围β。
第二步，气压传感器32以时间周期t为间隔采集实时气压值P，其中t＝5min，并传送至PLC控制柜31内的CPU34。气压传感器32以每5分钟为时间周期采集实时气压值P，并传达至CPU34进行晴天或非晴天判断。
第三步，CPU34将实时气压值P与阈值范围β进行比较，根据气压判异准则判定当前时段为阴天或晴天。判断出阴天或晴天后，即可以再进行是否需要进行清洗的判断。若当前天气为阴天(非晴天)，则电量测算电路33对光伏板的电量测算无法保证其准确性，可能会出现因为光照不足而产生的电量不足情况。因此先期需要确定当前时段为晴天，才进行电池电量值的判断。其气压判异准则判定当前时段为阴天或晴天具体步骤如下：
(1)设定气压判异准则，其中气压判异准则定义如下：
a、连续两次实时气压值P位于区域C范围内或区域C范围外,即以五分钟为周期的连续两次采集到的气压值P均位于区域C范围内或区域C范围以外，即可认定当前时段为阴天。
b、连续五次实时气压值P中有四次实时气压值P位于区域A范围外,即以五分钟为周期的连续五次采集到的气压值P中有四次位于区域A范围以外，即可认定当前时段为阴天。
c、连续三次实时气压值P中有两次实时气压值P位于区域B或区域B范围外，即以五分钟为周期的连续三次实时气压值P中出现有两次实时气压值P位于区域B或区域B范围外，即可认定当前时段为阴天。
d、连续十二次实时气压值P在不同区域之间交替出现，即以五分钟为周期的连续十二次实时气压值P，连续的气压值P在区域A与区域B、区域B与区域C或区域A与区域C之间跳转，即可认定当前时段为阴天。
(2)通过获取的实时气压值P在气压判异准则中判断，达到气压判异准则判定为阴天，未达到气压判异准则判定为晴天。
第四步，CPU34若判断当前时段为晴天，则进行采集电池电量值判断，CPU34根据判断结果决定是否触发横向步进电机11和纵向步进电机24工作，若判断电量不足，即触发横向步进电机11和纵向步进电机24工作。
其中采集电池电量值判断步骤如下：
(1)CPU34确定电量阈值范围φ，通过电量阈值范围φ做出电量阈值散布图。电量阈值范围φ同样用于电量测算电路33所得数据的比较，其中CPU34确定电量阈值范围φ包括以下步骤：
a、计算本采集日前30个晴天的当前时段平均发电量的加权值a＇，在此本采集日前30个晴天和当前时段的概念与建立气压阈值范围β过程中的概念相同，由于采集的是每五分钟一次(一个周期)的监测数据，因此当前时段平均发电量为当前时段(五分钟)的平均发电量。其计算公式如下：
其中为本采集日前30个晴天中某一日的当前时段发电量。
b、计算本采集日上一年同期前30个晴天的当前时段平均发电量的加权值b＇，其计算公式如下：
其中为本采集日上一年同期前30个晴日中某一日当前时段发电量。
c、提取本采集日前一天当前时段的发电量c＇，即昨日当前时段的发电量。
d、以时间T为X轴、发电量M为Y轴建立M-T散布图，在图中标出a＇、b＇、c＇，并将三者连线，其组成区域定义为区域D。
e、分别对a＇、b＇、c＇加上修正值k＇，修正值k＇形成修正数值a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇。在M-T散布图上分别标出a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇，并将三者连线，其组成区域位于区域D外的部分定义为区域E。
f、分别对a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇加上二次修正值h＇，修正值h＇同样为常数值，形成修正数值a'+k'+h'、b'+k'+h'、c'+k'+h'，在M-T散布图上分别标出a'+k'+h'、b'+k'+h'、c'+k'+h'，并将三者连线，其组成区域位于区域E外的部分定义为区域F。
h、将区域D、区域E、区域F定义为电量阈值范围φ。
(2)电量测算电路33以时间周期t为间隔采集实时电量值M，其中t＝5min，并传送至PLC控制柜31内的CPU34,以判断是否需要进行清扫。
(3)CPU34将实时电量值M与电量阈值范围φ进行比较，根据电量判异准则判定是否触发横向步进电机11和纵向步进电机24。其中根据电量判异准则判定是否触发横向步进电机和纵向步进电机包括以下步骤：
a、设定电量判异准则，电量判异准则定义如下：
连续两次实时电量值M位于区域F范围内或区域F范围外，同理以五分钟为周期的连续两次采集到的电量值M均位于区域F范围内或区域F范围以外，即表示电量不足，需要触发横向步进电机11和纵向步进电机24工作，进行清扫作业。
连续五次实时电量值M中有四次实时电量值M位于区域D范围外,同理，则可以触发横向步进电机11和纵向步进电机24工作。
连续三次实时电量值M中有两次实时电量值M位于区域E或区域E范围外，同理，则可以触发横向步进电机11和纵向步进电机24工作。
连续十二次实时电量值M在不同区域之间交替出现，同理，则可以触发横向步进电机11和纵向步进电机24工作。
b、通过获取的实时电量值M在电量判异准则中判断，达到电量判异准则判定发电量不足，触发横向步进电机11和纵向步进电机24。若未达到电量判异准则判定发电量充足，无需触发横向步进电机11和纵向步进电机24，继续进行实时监测。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种用于太阳能电池板的自动清洗装置，包括光伏支架(5)和安装在光伏支架(5)上的太阳能电池板(6)，光伏支架(5)上位于太阳能电池板(6)的两侧分别安装有导轨A(3)和导轨B(4)，导轨A(3)上安装有支撑座A(7)且支撑座A(7)与导轨A(3)构成滑动配合，导轨B(4)上安装有支撑座B(8)且支撑座B(8)与导轨B(4)构成滑动配合，毛刷辊(9)贯穿安装在支撑座A(7)和支撑座B(8)上且与支撑座A(7)和支撑座B(8)构成转动配合，其特征在于：
还包括横向运动组件(1)，所述的横向运动组件(1)包括固定安装在支撑座A(7)上的横向步进电机(11)，横向步进电机(11)的输出轴上安装有横向齿轮(12)且横向齿轮(12)位于支撑座A(7)的外侧部，毛刷辊(9)的端部固定安装有刷辊齿轮(13)且刷辊齿轮(13)位于支撑座A(7)的外侧部，导轨A(3)的外侧部安装有横向行走齿条(14)且横向行走齿条(14)的长度与导轨A(3)相同，横向齿轮(12)、刷辊齿轮(13)和横向行走齿条(14)三者位于同一垂直面上，横向齿轮(12)与刷辊齿轮(13)相啮合，刷辊齿轮(13)与横向行走齿条(14)相啮合。
2.根据权利要求1所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置，其特征在于：还包括纵向清扫组件(2)，所述的纵向清扫组件(2)包括固定安装在支撑座A(7)和支撑座B(8)上的纵向导轨(21)，纵向导轨(21)上安装有清洗刷托板(22)且清洗刷托板(22)与纵向导轨(21)构成滑动配合，清洗刷托板(22)的下方安装有纵向刷头(23)，清洗刷托板(22)的上方安装纵向步进电机(24)，纵向步进电机(24)的输出轴上安装有纵向齿轮(25)，纵向导轨(21)的侧部水平安装有纵向行走齿条(26)且纵向行走齿条(26)的长度与纵向导轨(21)相同，纵向行走齿条(26)和纵向齿轮(25)两者位于同一水平面上，纵向行走齿条(26)与纵向齿轮(25)相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置，其特征在于：还包括PLC控制柜(31)和固定安装在光伏支架(5)上的气压传感器(32)，太阳能电池板(6)上安装有电量测算电路(33)，电量测算电路(33)和气压传感器(32)的数据输出端与PLC控制柜(31)的CPU(34)相连，横向步进电机(11)和纵向步进电机(24)的电源控制线接在PLC控制柜(31)的继电器开关上。
4.根据权利要求3所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置，其特征在于：还包括光伏电池盖板(10)，光伏电池盖板(10)安装在支撑座A(7)和支撑座B(8)上方，PLC控制柜(31)内安装有UPS(35)，光伏电池盖板(10)的电量输出端与UPS(35)相连，横向步进电机(11)和纵向步进电机(24)的电源接在UPS(35)上。
5.根据权利要求3所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
51)CPU(34)确定气压阈值范围β，通过气压阈值范围β做出气压阈值散布图；
52)气压传感器(32)以时间周期t为间隔采集实时气压值P，其中t＝5min，并传送至PLC控制柜(31)内的CPU(34)；
53)CPU(34)将实时气压值P与阈值范围β进行比较，根据气压判异准则判定当前时段为阴天或晴天；
54)CPU(34)若判断当前时段为晴天，则进行采集电池电量值判断，CPU(34)根据判断结果决定是否触发横向步进电机(11)和纵向步进电机(24)工作。
6.根据权利要求5所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，其特征在于，所述的CPU确定气压阈值范围β包括以下步骤：
61)计算本采集日前7个晴天在当前时段的平均气压值a，其计算公式如下：
其中βi为本采集日前7个晴日中当前时段的气压值；
62)计算本采集日上一年同期前7个晴天在当前时段的平均气压值b，其计算公式如下：
其中β＇i为本采集日上一年同期前7个晴日中当前时段的气压值；
63)提取本采集日前一天当前时段的气压值c；
64)以时间T为X轴、压力值P为Y轴建立P-T散布图，在图中标出a、b、c，并将三者连线，其组成区域定义为区域A；
65)分别对a、b、c加上修正值k，形成修正数值a+k、b+k、c+k，在P-T散布图上分别标出a+k、b+k、c+k，并将三者连线，其组成区域位于区域A外的部分定义为区域B；
66)分别对a+k、b+k、c+k加上二次修正值h，形成修正数值a+k+h、b+k+h、c+k+h，在P-T散布图上分别标出a+k+h、b+k+h、c+k+h，并将三者连线，其组成区域位于区域B外的部分定义为区域C；
67)将区域A、区域B、区域C定义为气压阈值范围β。
7.根据权利要求5所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，其特征在于，所述的根据气压判异准则判定当前时段为阴天或晴天包括以下步骤：
71)设定气压判异准则，气压判异准则定义如下：
连续两次实时气压值P位于区域C范围内或区域C范围外；
连续五次实时气压值P中有四次实时气压值P位于区域A范围外；
连续三次实时气压值P中有两次实时气压值P位于区域B或区域B范围外；
连续十二次实时气压值P在不同区域之间交替出现；
72)通过获取的实时气压值P在气压判异准则中判断，达到气压判异准则判定为阴天，未达到气压判异准则判定为晴天。
8.根据权利要求5所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，其特征在于，所述的采集电池电量值判断包括以下步骤：
81)CPU(34)确定电量阈值范围φ，通过电量阈值范围φ做出电量阈值散布图；
82)电量测算电路(33)以时间周期t为间隔采集实时电量值M，其中t＝5min，并传送至PLC控制柜(31)内的CPU(34)；
83)CPU(34)将实时电量值M与电量阈值范围φ进行比较，根据电量判异准则判定是否触发横向步进电机(11)和纵向步进电机(24)。
9.根据权利要求8所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，其特征在于，所述的CPU确定电量阈值范围φ包括以下步骤：
91)计算本采集日前30个晴天的当前时段平均发电量的加权值a＇，其计算公式如下：
其中为本采集日前30个晴天中的当前时段发电量；
92)计算本采集日上一年同期前30个晴天的当前时段平均发电量的加权值b＇，其计算公式如下：
其中为本采集日上一年同期前30个晴日中当前时段发电量；
93)提取本采集日前一天当前时段的发电量c＇；
94)以时间T为X轴、发电量M为Y轴建立M-T散布图，在图中标出a＇、b＇、c＇，并将三者连线，其组成区域定义为区域D；
95)分别对a＇、b＇、c＇加上修正值k＇，形成修正数值a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇，在M-T散布图上分别标出a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇，并将三者连线，其组成区域位于区域D外的部分定义为区域E；
96)分别对a＇+k＇、b＇+k＇、c＇+k＇加上二次修正值h＇，形成修正数值a'+k'+h'、b'+k'+h'、c'+k'+h'，在M-T散布图上分别标出a'+k'+h'、b'+k'+h'、c'+k'+h'，并将三者连线，其组成区域位于区域E外的部分定义为区域F；
97)将区域D、区域E、区域F定义为电量阈值范围φ。
10.根据权利要求8所述的一种用于太阳能电池板的自动清洗装置的智能控制方法，其特征在于，所述的根据电量判异准则判定是否触发横向步进电机和纵向步进电机包括以下步骤：
101)设定电量判异准则，电量判异准则定义如下：
连续两次实时电量值M位于区域F范围内或区域F范围外；
连续五次实时电量值M中有四次实时电量值M位于区域D范围外；
连续三次实时电量值M中有两次实时电量值M位于区域E或区域E范围外；
连续十二次实时电量值M在不同区域之间交替出现；
102)通过获取的实时电量值M在电量判异准则中判断，达到电量判异准则判定发电量不足，触发横向步进电机(11)和纵向步进电机(24)工作；未达到电量判异准则判定发电量充足。
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