CN105032804B - 一种光伏组件的自动清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏组件的自动清洗装置，包括轨道、清洗轴、清洗刷、行走轮、平衡轮和电机；所述的轨道有两条，对称平行的设在光伏组件的两侧，在清洗轴的两侧均设有行走轮和平衡轮，且行走轮和平衡轮均设在轨道上，其中一侧的行走轮由电机驱动；所述的电机通过多功能轴驱动行走轮行走的同时也驱动清洗轴转动，在清洗轴上设清洗刷。本发明结构简单，采用多功能轴同时驱动清洗轴和行走轮，有效简化装置结构部件，实现同步功能，切糕多功能轴具有自锁功能，有效阻止由于光伏组件的倾斜安装造成的清洗装置的滑动；在平衡轮上设调节弹簧，有效平衡主动行走和被动行走不同步所产生的扭切力，保证装置的行走平稳性，同时延长了产品的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及光伏太阳能发电设备配套技术领域，具体涉及一种光伏组件的自动清洗装置。
背景技术
目前光伏电站建设进入了分布式时代，政策鼓励大家利用闲置屋顶、农业大棚等建筑或附属物顶面资源建设分布式光伏电站。目前由于空气雾霾，扬尘等原因，建设好的光伏电池板上会出现灰尘或污渍，会减弱光辐照强度，降低组件的发电量，同时局部灰尘遮蔽可能会导致热斑效应，损失发电量的同时会造成安全隐患。这必然涉及到组件清洗工作，由于顶面难以上人操作以及其他恶劣的自然环境如人力操作环境不安全、严重缺水、超大的工作量等，导致如何定期清洁光伏电站的光伏电池板，让光伏电站运营者颇为头疼。目前常用的组件清洗方式有：1、雨水自然冲洗，成本低、完全依靠自然气候，清洗不干净；2、人工清洗，最为普遍，清洗效果好，人力成本大，难以组织，不适合屋顶组件清洗；3、高压水枪清洗，成本大、清洗干净但容易损坏组件；4、喷淋系统清洗，清洗效果一般，需要前期成本投入；5、专业清洗车，清洗效果好，成本大，仅适用于有交通条件的地面电站。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明目的在于提供一种光伏组件的自动清洗装置，实现自动清洗光伏组件，保持光伏组件的清洁，提高发电效率。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：
一种光伏组件的自动清洗装置，包括轨道、清洗轴、清洗刷、行走轮、平衡轮和电机；所述的轨道有两条，对称平行的设在光伏组件的两侧，在清洗轴的两侧均设有行走轮和平衡轮，且行走轮和平衡轮均设在轨道上，其中一侧的行走轮由电机驱动；所述的电机通过多功能轴驱动行走轮行走的同时也驱动清洗轴转动，在清洗轴上设清洗刷。
所述的轨道至少包括设置于顶部的行走平面和设在在侧边的平衡凹槽，所述的行走轮位于行走平面上，所述的平衡轮设在平衡凹槽内。
所述的行走轮包括主动行走轮和被动行走轮，所述的平衡轮包括主动平衡轮和被动平衡轮；所述的主动行走轮和主动平衡轮通过支架安装在清洗轴的一侧，所述的被动行走轮和被动平衡轮通过支架安装在清洗轴的另一侧。
在所述的主动平衡轮的安装轴上设有调节弹簧。
所述的多功能轴一端通过涡轮与电机相连，在多功能轴上设有齿轮和齿槽，所述的齿轮与清洗轴的轴端齿轮相连，驱动清洗轴转动；所述的齿槽通过链轮轴与链轮相连，链轮通过链条驱动主动行走轮行走。
齿槽包括位于顶端的齿头、位于底部的齿根以及连接齿头和齿根的齿面，齿面为不规则曲面，可以采用任何具有自锁功能的不规则曲面，典型的不规则曲面设计如下：
angle＝t*45
x＝r*cos(angle)+pi*r*angle*sin(angle)/180
y＝r*sin(angle)-pi*r*angle*cos(angle)/180
z＝0
通用公式，渐开线的笛卡尔坐标可表示为：
这样即使在倾斜的光伏组件上清洗时，可以在任意位置停止固定，从而防止倒溜。齿根、尺头，之间的迟面不规则
所述的电机，在晴天时由太阳能电力直接驱动，在阴雨天气太阳能光伏组件发电量不足以驱动时由蓄电池补充动力驱动，在清洗装置不工作期间利用太阳能光伏组件给蓄电池充电，从而保障系统24小时动力供给。
为防止清洗装置对光伏阵列产生阴影，影响光伏发电效率，提高电机行走精度，避免失步，系统采用闭环控制系统步进电机。
本发明的光伏组件的自动清洗装置，可配合“一种远程控制的光伏组件清洁喷淋回收装置(ZL201420675959.0)”使用，在光伏组件上，利用雨水、喷淋系统与本发明装置相结合，安装一种实施成本低、便于操作的自动清洗装置，对光伏组件进行自动清洗，保持光伏组件的清洁，提高发电效率。
有益效果：与现有技术相比，本发明的光伏组件的自动清洗装置，结构简单，设计巧妙，采用多功能轴同时驱动清洗轴和行走轮，有效简化装置结构部件，实现同步功能，切糕多功能轴具有自锁功能，有效阻止由于光伏组件的倾斜安装造成的清洗装置的滑动；在平衡轮上设调节弹簧，有效平衡主动行走和被动行走不同步所产生的扭切力，保证装置的行走平稳性，同时延长了产品的使用寿命。
附图说明
图1是光伏组件的自动清洗装置的结构示意图；
图2是主动行走侧的结构示意图；
图3是被动行走侧的结构示意图；
图4是多功能轴的结构示意图；
图5是主动行走侧的局部结构示意图；
图6是多功能轴的结构示意图；
图7是齿槽的剖视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1、图2、图3、图4和图5所示，本发明的光伏组件的自动清洗装置，主要包括轨道、清洗结构、驱动行走结构等。轨道包括两条轨道1，对称平行设在光伏组件的两侧，轨道1至少包括设置于顶部的行走平面101和设在在侧边的平衡凹槽102，典型的轨道1结构可以采用工字钢。清洗结构包括清洗轴2和设在清洗轴2上的清洗刷3，清洗轴2设在两条轨道1之间，切位于光伏组件的上方，通过旋转带动清洗刷对光伏组件表面进行清洗。
驱动行走结构包括行走轮、平衡轮、电机、多功能轴、涡轮、链轮轴、链轮等部件。行走轮包括主动行走轮6和被动行走轮4，平衡轮包括主动平衡轮7和被动平衡轮5；主动行走轮6和主动平衡轮7通过支架安装在清洗轴2的一侧，被动行走轮4和被动平衡轮5通过支架安装在清洗轴3的另一侧；行走轮位于行走平面101上，平衡轮设在平衡凹槽102内。电机8通过涡轮13与多功能轴9相连，在多功能轴9上通过键与齿轮14相连，齿轮14与清洗轴2的轴端齿轮15相连，从而驱动清洗轴2转动。
如图6所示，在多功能轴9上设有齿槽12，齿槽12与链轮轴16的轴端齿轮相连，链轮轴16的另一端设链轮11，链轮11通过链条连接主动行走轮6的链轮，从而通过链条驱动整个装置行走。,
如图7所示，齿槽12包括位于顶端的齿头121、位于底部的齿根123以及连接齿头121和齿根123的齿面122，齿面122为不规则曲面，可以采用任何具有自锁功能的不规则曲面，典型的不规则曲面设计如下：
angle＝t*45
x＝r*cos(angle)+pi*r*angle*sin(angle)/180
y＝r*sin(angle)-pi*r*angle*cos(angle)/180
z＝0
通用公式，渐开线的笛卡尔坐标可表示为：
这样即使在倾斜的光伏组件上清洗时，可以在任意位置停止固定，从而防止倒溜。
由于本发明的装置采用单边驱动的方式行走，因此会造成两边行走的不同步，为了减少行走过程中不平衡产生的剪切力，在主动平衡轮的安装轴上设有调节弹簧10，在安装初期以及在具体使用过程中，均可通过调节螺栓的松紧来实现两边行走的平行，避免剪切力给装置带来的影响。
本发明的光伏组件的自动清洗装置，结构简单，设计巧妙，采用多功能轴同时驱动清洗轴和行走轮，有效简化装置结构部件，实现同步功能，切糕多功能轴具有自锁功能，有效阻止由于光伏组件的倾斜安装造成的清洗装置的滑动；在平衡轮上设调节弹簧，有效平衡主动行走和被动行走不同步所产生的扭切力，保证装置的行走平稳性，同时延长了产品的使用寿命。
Claims (6)
1.一种光伏组件的自动清洗装置，其特征在于：包括轨道(1)、清洗轴(2)、清洗刷(3)、行走轮、平衡轮和电机(8)；所述的轨道(1)有两条，对称平行的设在光伏组件的两侧，在清洗轴(2)的两侧均设有行走轮和平衡轮，且行走轮和平衡轮均设在轨道(1)上，其中一侧的行走轮由电机(8)驱动；所述的电机(8)通过多功能轴(9)驱动行走轮行走的同时也驱动清洗轴(2)转动，在清洗轴(2)上设清洗刷(3)；所述的多功能轴(9)一端通过涡轮与电机(8)相连，在多功能轴(9)上设有齿轮和齿槽(12)，所述的齿轮与清洗轴(2)的轴端齿轮相连，驱动清洗轴(2)转动；所述的齿槽(12)通过链轮轴与链轮(11)相连，链轮(11)通过链条驱动主动行走轮(6)行走；所述的轨道(1)至少包括设置于顶部的行走平面和设在侧边的平衡凹槽，所述的行走轮位于行走平面上，所述的平衡轮设在平衡凹槽内。
2.根据权利要求1所述的光伏组件的自动清洗装置，其特征在于：所述的行走轮包括主动行走轮(6)和被动行走轮(4)，所述的平衡轮包括主动平衡轮(7)和被动平衡轮(5)；所述的主动行走轮(6)和主动平衡轮(7)通过支架安装在清洗轴(2)的一侧，所述的被动行走轮(4)和被动平衡轮(5)通过支架安装在清洗轴(2)的另一侧。
3.根据权利要求2所述的光伏组件的自动清洗装置，其特征在于：在所述的主动平衡轮(7)的安装轴上设有调节弹簧(10)。
4.根据权利要求1所述的光伏组件的自动清洗装置，其特征在于：所述的齿槽(12)包括位于顶端的齿头(121)、位于底部的齿根(123)以及连接齿头(121)和齿根(123)的齿面(122)，所述齿面(122)为具有防止倒溜的不规则曲面。
5.根据权利要求1所述的光伏组件的自动清洗装置，其特征在于：所述的电机(8)，在晴天时由太阳能电力直接驱动，在阴雨天气太阳能光伏组件发电量不足以驱动时由蓄电池补充动力驱动，在清洗装置不工作期间利用太阳能光伏组件给蓄电池充电。
6.根据权利要求1所述的光伏组件的自动清洗装置，其特征在于：所述的电机(8)为闭环控制系统步进电机。
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