CN105119565A - 一种用于光伏电站的清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于光伏电站的清洁装置，包括用于清洁光伏板的板面的清洁器，还包括承载装置、光伏供电板、和电控元件；其中，所述光伏供电板设置于所述承载装置上，并为承载装置、清洗器、电控元件提供电能；所述清洁器则设置于所述承载装置上，并在所述电控元件的控制下由所述承载装置带动而清洁光伏板的整个板面。本发明所述用于光伏电站的清洁装置可完全代替现有的人工清洗方式，并且不需要水、不需要供电，全程自动化运行，其低廉的运行成本可有效提高光伏电站光伏板的清洗次数，让光伏板长期运行在最佳能效状态。

Description

一种用于光伏电站的清洁装置

技术领域

本发明涉及一种清洁装置，尤其涉及一种用于光伏电站的清洁装置。

背景技术

现在广泛建设使用的光伏电站，是以光伏板作为能量转换元件，经由专用设备将太阳能转换为电能，从而提供给消费者。

在光伏板进行能量转换的过程中，光伏板表面的洁净程度至关重要，若光伏板表面不洁将会使其能量转换效率大大降低，为此，就需要经常对光伏板进行清洁。

现有技术中，多是采用水冲洗和毛滚刷清洗结合的方式进行。

此种清洁方式的弊端很多。例如，由于需要借助水来清洗，因此不适合长距离清洗，而且，在水资源匮乏的地区适应性极差，并且，由于水的存在，灰尘会在毛滚刷上堆积，以至于越往后清洗效果越差。另外，此种清洁方式需要在原有的光伏板架中架设对应的运行轨道，这也导致生产成本的增加。

发明内容

本发明针对现有技术的弊端，提供一种用于光伏电站的清洁装置。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置，包括用于清洁光伏板的板面的清洁器，还包括承载装置、光伏供电板、和电控元件；

其中，所述光伏供电板设置于所述承载装置上，并为承载装置、清洗器、电控元件提供电能；

所述清洁器则设置于所述承载装置上，并在所述电控元件的控制下由所述承载装置带动而清洁光伏板的整个板面。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述承载装置包括可相对光伏板左右移动的主框架，和设置于所述主框架上、且可相对所述主框架上下移动的小车；

所述清洁器设置于所述小车上。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述主框架的上部设置有行走驱动轮，所述行走驱动轮垂直压附于所述光伏板的上边沿，并可在所述电控元件的控制下沿所述光伏板的上边沿左右移动；

还包括分别设置于所述主框架的上部和下部的支撑轮，所述支撑轮垂直压附于所述光伏板的板面，并可沿所述光伏板的板面左右移动；以及，设置于主框架上的计数器，所述计数器对所述支撑轮的转动圈数进行计数，并将计数结果信息接入所述电控元件；

在所述主框架的左右两侧还设置有左、右限位开关，所述左、右限位开关的电信号接入所述电控元件。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述主框架由两条纵向长杆和两条横向短杆组合而成；

其中，所述纵向长杆包括上段和下段，所述上段和下段通过可拆卸的连接杆而组合在一起。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述小车包括车架体和分别设置于所述车架体的四个拐角位置的导轮组；

所述清洁器设置于所述车架体上；

所述导轮组包括支撑轮和导向轮；

其中，所述支撑轮的轮面垂直压附于所述主框架的纵向长杆的上表面、并可沿所述纵向长杆的上表面纵向往复移动；所述导向轮的轮面垂直压附于所述主框架的纵向长杆的内侧面、并可沿所述纵向长杆的内侧面纵向往复移动；

在所述主框架上还设置有牵引驱动电机，所述牵引驱动电机由光伏供电板供电、并在所述电控元件的控制下驱动所述车架体沿所述主框架上下移动；

在所述主框架的上下两侧还设置有上下限位开关，所述上下限位开关的电信号接入所述电控元件；

以及，设置于主框架顶端的顶位限位开关；当所述主框架上的左限位开关或右限位开关被触碰时，所述小车沿所述主框架向上运动，直至触碰到所述顶位限位开关而停止。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述清洁器包括设置于所述车架体上的转动轴和分布于所述转动轴上的纤维刷；

在所述车架体上还设置有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机由光伏供电板供电，并在所述电控元件的控制下带动所述转动轴转动。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述旋转驱动电机通过电缆拖链连接至所述光伏供电板。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，还包括设置于所述主框架上的绞盘，所述绞盘上绕有导电钢缆；

在所述绞盘顶部设置旋转电刷，所述旋转电刷的一端连接至光伏供电板、另一端接触绞盘以令所述导电钢缆带电；

所述导电钢缆的末端连接车架体；

所述牵引驱动电机带动所述绞盘旋转，并通过所述导电钢缆而驱动所述车架体沿所述主框架上下移动；

同时，所述光伏供电板通过导电钢缆为所述旋转驱动电机供电。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述电控元件包括升降压变电模块、光伏充电控制模块、电压采集模块、中间继电器模块、无线通信模块、中央控制模块、和蓄电池；

其中，所述无线通信模块用于接收外部控制指令；

所述中央控制模块根据所述外部控制指令而向所述承载装置和清洁器发出对应的控制信号。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置中，所述中央控制模块内预置了控制指令，并根据所述预置的控制指令向所述承载装置和清洁器发出对应的控制信号。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置可完全代替现有的人工清洗方式，并且不需要水、不需要供电，全程自动化运行，其低廉的运行成本可有效提高光伏电站光伏板的清洗次数，让光伏板长期运行在最佳能效状态。该装置解决了人工清洗速度慢、水洗在环境高温时易损坏光伏板、清洗人工费用高昂等问题，解决了光伏电站光伏板的年清洗率过低的问题。经过该设备清洁后的光伏板可使发电效量提高5％，能给光伏电站带来很大的经济效益。

附图说明

图1为本发明所述用于光伏电站的清洁装置的结构示意图；

图2为本发明所述用于光伏电站的清洁装置的侧视局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

如图1、图2所示，本发明所述的用于光伏电站的清洁装置，包括用于清洁光伏板1的板面的清洁器2，还包括了承载装置5、光伏供电板3和电控元件4。其中，所述光伏供电板3设置于所述承载装置5上，并为承载装置5、清洗器2、电控元件4提供电能。该光伏供电板3可由光伏板和配套的充电电池构成，所述光伏板发出的电能由充电电池储存，并由该充电电池为整个装置提供电能。所述清洁器2则设置于所述承载装置5上，并在所述电控元件4的控制下由所述承载装置5带动而清洁光伏板1的整个板面。

具体而言，如图1、图2所示，所述承载装置5包括可相对光伏板1左右移动的主框架51，和设置于所述主框架51上、且可相对所述主框架51上下移动的小车52；所述清洁器2设置于所述小车52上。由于承载装置5可相对光伏板1做左右方向的移动，同时，清洁器2所在的小车52可相对于所述主框架51做上下方向的移动，因此，所述清洁器2可移动至光伏板1的任意位置，从而完成对光伏板1的整个板面的清洁。

本发明所述的用于光伏电站的清洁装置中，所述主框架51的上部设置有行走驱动轮(即行走驱动轮511、行走驱动轮512，现以行走驱动轮511为例进行说明，行走驱动轮512与行走驱动轮511的结构及安装方式相同)，所述行走驱动轮511垂直压附于所述光伏板1的上边沿11，并可在所述电控元件4的控制下沿所述光伏板1的上边沿11左右移动。为便于移动及增强移动的稳定性，可将所述行走驱动轮511的表面加工为履带状，并带有波纹，从而增大摩擦力，实现沿所述光伏板1的上边沿11左右方向无障碍行走，从而带动主框架51相对于光伏板1做左右移动。

同时，在所述主框架51的上部还设置了支撑轮551，在所述主框架51的下部设置了支撑轮552(所述支撑轮还可并列设置多个，例如图2中的支撑轮553，各支撑轮551、552、553的结构均相同，其安装方式及动作过程也相同，现仅以支撑轮551为例进行说明)，所述各支撑轮(例如支撑轮551)垂直压附于所述光伏板1的板面，并可沿所述光伏板1的板面左右移动。支撑轮可由软橡胶材质制成，其为主框架51在光伏板1上运动提供支撑，而主框架51的左右移动则是依靠行走驱动轮的转动而驱动的。进一步的，还可在所述主框架51的左右两侧还设置有左限位开关521和右限位开关522，所述左限位开关521和右限位开关522的电信号接入所述电控元件4，以为电控元件4对主框架51的运动控制提供参考。例如，当所述主框架51移动至所述光伏板1的右边界处时，所述右限位开关522即被触发，从而向电控元件4发出电信号，所述电控元件即根据此信号而调整行走驱动轮的转动方向，也即改变主框架51的运动方向。同样，当所述主框架51移动至所述光伏板1的左边界处时，所述左限位开关521同样被触发，所述电控元件4据此而调整主框架51的运动方向。

本发明中，设置于小车52上的清洁器2基于如下方式工作，即先沿主框架51做上下移动，以清洁小车52当前所在的光伏板1上的一段竖直方向的区域，待清洗完当前所在的竖直方向区域后，随主框架51横向移动一定距离，再继续前述的上下运动的清洁方式，以此类推，直至将整个光伏板1清洁完毕。此时，为了确定主框架51的横向移动距离，就需要在在主框架51上设置计数器，以统计支撑轮551的转动圈数，从而计算出主框架51的横向移动距离，该计数信息被接入到电控元件4，以便于主框架51能够在电控元件4的控制下准确的移动至下一个清洁工位，从而重复上述的清洁过程。

本发明所述的用于光伏电站的清洁装置中，所述主框架51由两条纵向长杆(纵向长杆533、纵向长杆534)和两条横向短杆(横向短杆531、横向短杆532)组合而成。为便于拆卸运输及增强适应性，所述纵向长杆534(以纵向长杆534为例进行说明，纵向长杆533的结构与所述纵向长杆534相同)包括上段542和下段541，所述上段542和下段541通过可拆卸的连接杆543而组合在一起。此种结构使得清洁装置便于拆卸运输，并且，当所述清洁装置需要安装于其他高度的光伏板时，只需更换配套的下段，即能满足各种板型的安装要求。

本发明所述的用于光伏电站的清洁装置中，所述小车52具体包括车架体61和分别设置于所述车架体61的四个拐角位置的导轮组(导轮组621、导轮组622、导轮组623、和导轮组624，各导轮组结构相同，现仅以导轮组621为例进行说明)。所述清洁器2设置于所述车架体61上。

所述导轮组621具体包括支撑轮631和导向轮632。其中，所述支撑轮631的轮面垂直压附于所述主框架51的纵向长杆533的上表面、并可沿所述纵向长杆533的上表面纵向往复移动；所述导向轮632的轮面垂直压附于所述主框架51的纵向长杆533的内侧面、并可沿所述纵向长杆533的内侧面纵向往复移动。上述各导轮组可确保车架体61沿主框架51平稳移动、而不至于发生偏离或移位。

在所述主框架51上还设置有牵引驱动电机71，所述牵引驱动电机71由光伏供电板3供电、并在所述电控元件4的控制下驱动所述车架体61沿所述主框架51上下移动。为限制车架体61的上下移动范围，还在所述主框架51的上下两侧分别设置有上限位开关711和下限位开关712，所述上限位开关711及下限位开关712的电信号接入所述电控元件4，以为电控元件4对牵引驱动电机71的控制提供参考。例如，当所述车架体61移动至主框架51的最上端时，所述上限位开关711被触发，从而向电控元件发出电信号，所述电控元件4即根据此电信号而调整牵引驱动电机71的转动方向，也即改变车架体61的运动方向。同理，当所述车架体61运动至主框架51的最下端时，所述电控元件4根据下限位开关712的电信号而调整牵引驱动电机71的转动方向。此外，本发明中还在主框架51的顶端设置了顶位限位开关713，以为清洁光伏供电板3自身的光伏板提供参考。具体而言，当主框架51移动至光伏板1的任意一端时，所述左限位开关521或右限位开关522会被触碰，此时，小车52随即沿主框架51向上运动，直至触碰到顶位限位开关713而停止，从而完成对自身光伏板的清洁。如图1及图2所示，本发明所述的用于光伏电站的清洁装置中，所述清洁器2具体包括设置于所述车架体61上的转动轴642和分布于所述转动轴642上的纤维刷643。同时，在所述车架体61上还设置有旋转驱动电机641，所述旋转驱动电机641由光伏供电板3供电，并在所述电控元件4的控制下带动所述转动轴642转动。所述转动轴642可设置多个(本实施例中以沿旋转驱动电机641的轴线对称设置2个为例进行说明)，每个转动轴642上均可设置对应的纤维刷643，并由所述纤维刷643完成对光伏板1的整个板面的清洁工作。此清洁过程在无水环境下进行，不仅能够节约水资源，还提高了清洁装置的适应性。

本发明中，所述旋转驱动电机641可通过电缆拖链(图中未示)而连接至所述光伏供电板3，由所述光伏供电板3为所述旋转驱动电机641提供电能。或者，通过其他方式自所述光伏供电板3处获得电能。

例如，参阅图2，本发明还可包括设置于所述主框架51上的绞盘72，所述绞盘72上绕有导电钢缆74。在所述绞盘72顶部设置旋转电刷73，所述旋转电刷73的一端连接至光伏供电板3、另一端接触绞盘72以令所述导电钢缆74带电；

所述导电钢缆74的末端连接车架体61；

所述牵引驱动电机71带动所述绞盘72旋转，并通过所述导电钢缆74而驱动所述车架体61沿所述主框架51上下移动；

同时，所述光伏供电板3通过导电钢缆74为所述旋转驱动电机641供电。

本发明所述的用于光伏电站的清洁装置中，为实现电控元件4的电气控制及电能转换功能，所述电控元件4可具体包括实现升降压变电功能的升降压变电模块、实现光伏充电功能的光伏充电控制模块、对电压进行采样的电压采集模块、对各电机进行驱动的中间继电器模块、无线通信模块、中央控制模块、和蓄电池。其中，所述无线通信模块用于接收外部控制指令；所述中央控制模块根据所述外部控制指令而向所述承载装置5和清洁器2发出对应的控制信号。或者，在所述中央控制模块内预置了控制指令，并根据所述预置的控制指令向所述承载装置5和清洁器2发出对应的控制信号。

本发明所述用于光伏电站的清洁装置可完全代替现有的人工清洗方式，并且不需要水、不需要供电，全程自动化运行，其低廉的运行成本可有效提高光伏电站光伏板的清洗次数，让光伏板长期运行在最佳能效状态。该装置解决了人工清洗速度慢、水洗在环境高温时易损坏光伏板、清洗人工费用高昂等问题，解决了光伏电站光伏板的年清洗率过低的问题。经过该设备清洁后的光伏板可使发电效量提高5％，能给光伏电站带来很大的经济效益。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.一种用于光伏电站的清洁装置，包括用于清洁光伏板的板面的清洁器，其特征在于，还包括承载装置、光伏供电板、和电控元件；

其中，所述光伏供电板设置于所述承载装置上，并为承载装置、清洗器、电控元件提供电能；

所述清洁器则设置于所述承载装置上，并在所述电控元件的控制下由所述承载装置带动而清洁光伏板的整个板面。

2.如权利要求1所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述承载装置包括可相对光伏板左右移动的主框架，和设置于所述主框架上、且可相对所述主框架上下移动的小车；

所述清洁器设置于所述小车上。

3.如权利要求2所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述主框架的上部设置有行走驱动轮，所述行走驱动轮垂直压附于所述光伏板的上边沿，并可在所述电控元件的控制下沿所述光伏板的上边沿左右移动；还包括分别设置于所述主框架的上部和下部的支撑轮，所述支撑轮垂直压附于所述光伏板的板面，并可沿所述光伏板的板面左右移动；以及，设置于主框架上的计数器，所述计数器对所述支撑轮的转动圈数进行计数，并将计数结果信息接入所述电控元件；在所述主框架的左右两侧还设置有左、右限位开关，所述左、右限位开关的电信号接入所述电控元件。

4.如权利要求3所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述主框架由两条纵向长杆和两条横向短杆组合而成；

其中，所述纵向长杆包括上段和下段，所述上段和下段通过可拆卸的连接杆而组合在一起。

5.如权利要求2所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述小车包括车架体和分别设置于所述车架体的四个拐角位置的导轮组；

所述清洁器设置于所述车架体上；

所述导轮组包括支撑轮和导向轮；

其中，所述支撑轮的轮面垂直压附于所述主框架的纵向长杆的上表面、并可沿所述纵向长杆的上表面纵向往复移动；所述导向轮的轮面垂直压附于所述主框架的纵向长杆的内侧面、并可沿所述纵向长杆的内侧面纵向往复移动；

在所述主框架上还设置有牵引驱动电机，所述牵引驱动电机由光伏供电板供电、并在所述电控元件的控制下驱动所述车架体沿所述主框架上下移动；

在所述主框架的上下两侧还设置有上下限位开关，所述上下限位开关的电信号接入所述电控元件；

以及，设置于主框架顶端的顶位限位开关；当所述主框架上的左限位开关或右限位开关被触碰时，所述小车沿所述主框架向上运动，直至触碰到所述顶位限位开关而停止。

6.如权利要求5所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述清洁器包括设置于所述车架体上的转动轴和分布于所述转动轴上的纤维刷；

在所述车架体上还设置有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机由光伏供电板供电，并在所述电控元件的控制下带动所述转动轴转动。

7.如权利要求5所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述旋转驱动电机通过电缆拖链连接至所述光伏供电板。

8.如权利要求5所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，还包括设置于所述主框架上的绞盘，所述绞盘上绕有导电钢缆；

在所述绞盘顶部设置旋转电刷，所述旋转电刷的一端连接至光伏供电板、另一端接触绞盘以令所述导电钢缆带电；

所述导电钢缆的末端连接车架体；

所述牵引驱动电机带动所述绞盘旋转，并通过所述导电钢缆而驱动所述车架体沿所述主框架上下移动；

同时，所述光伏供电板通过导电钢缆为所述旋转驱动电机供电。

9.如权利要求1所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述电控元件包括升降压变电模块、光伏充电控制模块、电压采集模块、中间继电器模块、无线通信模块、中央控制模块、和蓄电池；

其中，所述无线通信模块用于接收外部控制指令；

所述中央控制模块根据所述外部控制指令而向所述承载装置和清洁器发出对应的控制信号。

10.如权利要求9所述的用于光伏电站的清洁装置，其特征在于，所述中央控制模块内预置了控制指令，并根据所述预置的控制指令向所述承载装置和清洁器发出对应的控制信号。