CN105149310A - 光伏板刮水清洁法及飞行清洗装置 - Google Patents

Abstract

外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，和外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，使用光伏板刮水清洁法，其特征是包括一个旋翼飞行器、一辆勤务车、一个刮水板总成或者一个多功能清洁模块；旋翼飞行器包括机身、电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器，旋翼飞行器采用输电线与外部电源连接；刮水板总成包括基板和刮水板；多功能清洁模块包括基板、清洁器件和一个以上刮水板；勤务车包括底盘、输电线自动卷线装置和外部电源及水罐。本发明能够在形状不规则、倾角不规则的各种娇嫩的表面包括玻璃板表面和塔式太阳能热发电的阵列曲面反光镜表面实施清洗作业包括刮水、擦洗和铲除作业。外部电源使飞行器具有长久的滞空作业能力。

Description

光伏板刮水清洁法及飞行清洗装置

技术领域

本发明涉及光伏板刮水清洁法及飞行清洗装置。

背景技术

现有一种光伏电池组件自动清洗机，能够替代人工进行光伏电池组件的清洗，但其为了在倾角安置的玻璃板表面行走，采用真空吸爪与玻璃板连接，行动迟缓；又由于自带蓄电池作动力，笨重，特别不适合在分离的光伏电池组件之间转移；其湿洗清洁方式也呆板——布施洗涤液、用旋转式或者滚筒式扫帚擦洗、再用抹布包括包裹在滚筒上的抹布擦干。

发明内容

本发明的目的是要提供使用更方便的光伏电池组件清洁技术，包括适合在非连续安装的光伏电池组件上作业的清洗装置。

本发明的光伏板刮水清洁法：制造一台外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，包括一个旋翼飞行器、一个刮水板总成和一辆勤务车；旋翼飞行器包括机身、若干个电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计、磁力计、陀螺仪、气压传感器和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线，输电线与外部电源和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路；外部电源源源不断供应飞行器；刮水板总成包括基板和刮水板；勤务车包括底盘、输电线自动卷线装置和外部电源。

还可以在刮水板总成的基板四角设置四台卷扬机，四台卷扬机的四根吊索与空中的旋翼飞行器机身连接；吊索上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器；卷扬机和刮水板总成含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索、卷扬机和刮水板总成的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变。

调节吊索使得仅仅刮水板与玻璃板接触，令刮水板的刃口对玻璃板均匀施压并向前移动即可刮除玻璃板上的水，达到清洁玻璃板的目的。

光伏板上的水包括结霜、结露形成的水、降水形成的水和人工提供的水。

本发明实现其目的的技术方案之一：制造一台外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，根据上述光伏板刮水清洁法，包括一个旋翼飞行器、一个刮水板总成和一辆勤务车；旋翼飞行器包括机身、若干个电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计、磁力计、陀螺仪、气压传感器和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线，输电线与外部电源和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路；刮水板总成包括基板和刮水板；勤务车包括底盘、输电线自动卷线装置和外部电源。

还可以在刮水板总成的基板四角设置四台卷扬机，四台卷扬机的四根吊索与空中的旋翼飞行器机身连接；吊索上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器；卷扬机和刮水板总成含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索、卷扬机和刮水板总成的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变。实现对光伏板的刮水清洁。

还可以令刮水板总成采用前后两副叠接的刮水板，两副刮水板各与一个安装于基板上边部的电动丝杆机构传动连接，并可在电动丝杆机构驱动下沿基板的轴心线方向移动，实现对刮水作业面幅宽和位置的调节；基板下边部安装有一个铲刀。

调节吊索使得仅仅刮水板与玻璃板接触即刮水装置处于刮干模式，令两副刮水板的刃口对玻璃板均匀施压并沿左边箭头方向移动即可刮除玻璃板上的水；调节吊索使得仅仅铲刀与玻璃板接触即刮水装置处于铲除模式，令铲刀刃口对玻璃板均匀施压并沿右边箭头方向移动即可铲除玻璃板上的鸟粪。

还可以令刮水板的刃口为曲线，或者；令刮水板或者铲刀嵌入安装一个电加热元件，包括在弹性材料制作的刮水板内置一个与电源电气连接的金属丝或者碳素纤维电热元件和，制作一把具有电熨斗结构的铲刀。有关内容可参考现有技术。

本发明实现其目的的技术方案之二：制造一台外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，根据上述光伏板刮水清洁法；包括一个旋翼飞行器、一个多功能清洁模块和一辆勤务车；旋翼飞行器包括机身、若干个电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计、磁力计、陀螺仪、气压传感器和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线，输电线与外部电源和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路；外部电源源源不断供应旋翼飞行器飞行动力。旋翼飞行器配置一根水管，水管两端分别连接多功能清洗模块和水罐；多功能清洁模块包括基板、清洁器件和一个以上刮水板，刮水板用于刮水；勤务车包括底盘、输电线自动卷线装置、水管自动收放装置、外部电源和水罐。

还可以在多功能清洁模块的基板四角设置四台卷扬机，四台卷扬机的四根吊索与空中的旋翼飞行器机身连接；吊索上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器；有关信号连接的内容可参考现有技术。卷扬机和多功能清洁模块含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索、卷扬机和多功能清洁模块的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变。实现对光伏板的刮水清洁。

还可以令多功能清洁模块包括一个电动旋转清洁器阵列、布水排管、密封罩和铲刀；电动旋转清洁器阵列用于清洗、布水排管与水管连接用于布水；密封罩用于光伏电池组件被清洗部位与外界的隔离，以避免水分过多蒸发；铲刀用于铲除鸟粪污物；

通过改变吊索和多功能清洁模块的状态，所述清洁装置分别处于仅仅铲刀刃口接触光伏电池组件表面的铲除模式、或者仅仅多功能清洁模块均匀轻压光伏电池组件表面的清洗模式、或者仅仅刮水板刮过光伏电池组件表面的刮干模式。

还可以采用前后两副叠接的刮水板，两副刮水板各与一个安装于基板上边部的电动丝杆机构传动连接，并可在电动丝杆机构驱动下沿基板的轴心线方向移动，实现对刮水作业面幅宽和位置的调节；基板下边部安装有一把铲刀。

还可以令刮水板的刃口为曲线；或者电动旋转清洁器阵列的作业面为曲面；或者铲刀的刃口为曲线，以适应对曲面镜面的清洁。或者，令刮水板或者铲刀嵌入安装一个电加热元件，包括在弹性材料制作的刮水板内置一个与电源电气连接的金属丝或者碳素纤维电热元件和，制作一把具有电熨斗结构的铲刀。有关内容可参考现有技术。

旋翼飞行器包括一柱和多轴旋翼飞行器，一柱包括单翼和双翼。

有益效果：本发明外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置和清洗装置，能够在形状不规则、倾角不规则的各种娇嫩的表面包括玻璃板表面和塔式太阳能热发电的阵列曲面反光镜表面实施清洗作业包括刮水、擦洗和铲除作业。并具有可以实施现场的巡视航拍、可以调节刮刀、多功能清洁模块和铲刀对玻璃板的压力等优点。采用一组两根以上与外部电源和所述飞行器的用电负载组成回路的输电线，令外部电源通过输电线持续供应所述飞行器电能，可以几乎无限制地增强所述飞行器的滞空作业能力。

本发明的飞行器也可以不用外部电源而是利用自身携带的电源飞行。

附图说明

图1是一个外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置工作原理图。

图2是一个外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置刮水板总成的底视结构示意图。

图3是一个外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置清洗光伏电池组件的侧视结构示意图。

图4是一个外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置清洗光伏电池组件的正视结构示意图。

图5是一个多功能清洁模块的底视结构示意图。

图中1.旋翼飞行器；2.勤务车；3.输电线；4.基板；5.刮水板；6.电动丝杆机构；7.布水排管；8.铲刀；9.吊索；10.卷扬机；11.玻璃板；12.多功能清洁模块；13.拉力传感器；14.电动旋翼；15.外部电源；16.水管；17.水罐；18.自动卷线装置；19.电动旋转清洁器阵列；20.密封罩；22.组件。

具体实施方式

图1给出实施例1。

实施例1中，制造一台外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，包括一个旋翼飞行器1、一个刮水板总成和一辆勤务车2；旋翼飞行器1包括机身、若干个电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器；飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计、磁力计、陀螺仪、气压传感器和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线3，输电线3与外部电源和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路。刮水板总成包括基板4、刮水板5、电动丝杆机构6、布水排管7、铲刀8、吊索9和卷扬机10。刮水板总成的基板4四角设置四台卷扬机10，四台卷扬机10的四根吊索9与空中的旋翼飞行器1机身连接。勤务车2包括底盘、输电线自动卷线装置和外部电源。吊索9上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器13；卷扬机10和刮水板总成含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索9、卷扬机10和刮水板总成的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变。

还可以令刮水板总成采用前后两副叠加的刮水板5，两副刮水板5各与一个安装于基板上的电动丝杆机构6传动连接，并可在电动丝杆机构6驱动下沿基板4的轴心线方向移动，实现对刮水作业面幅宽和位置的调节；基板4另一边安装有一个铲刀8。

调节吊索9使得刮水板5与图1左边虚线所示玻璃板11夹角约为65度，即刮水装置处于刮干模式，令两副刮水板5的刃口对玻璃板均匀施压并沿图1左边箭头方向移动即可刮除玻璃板上的水；调节吊索9使得铲刀8与图1右边虚线所示玻璃板11的夹角约为140度，即刮水装置处于铲除模式，令铲刀8刃口对玻璃板均匀施压并沿图1右边箭头方向移动即可铲除玻璃板上的鸟粪。

在上海的寒冬清晨，室外朝天布置的太阳能平板热水器玻璃板上会有一层冰霜。用扫帚可以轻易除去这些冰霜并起到清洁玻璃板的效果。因此设计出太阳能刮水装置。在有露水的季节，用刮板包括手工丝网印刷用的刮油墨板轻轻一刮就可以将玻璃板刮得干干净净。因此设计出以清晨刮水进行太阳能设施表面清洁的方法。以1平方米的玻璃板刮水清洁耗用4秒钟和6平方米光伏电池组件合1千瓦计。清晨3个小时可以清洁0.5MW的光伏发电系统，以10天为1周期理论上可以用2台这样的飞行清洁装置清洁10MW的光伏系统。如果在无霜期，有露水的话也可以通过刮水进行清洁。没有露水时就要干洗，或者人工包括使用机器加一些水。实施例1的刮水板总成就包括一个布水排管，用于对光伏电池板布水清洗。布水排管还可用于布施洗涤液以及可以在玻璃表面形成保护、自洁和减反膜的液体。当然，仍然有必要研发用水并进行清洗的光伏电池组件清洁装置。还有，当气温太低时，要防止刮水板被冻住的问题。可以待组件玻璃板的温度接近于0℃时作业。并采用在刮水板上嵌入一个电加热器件，在万一冻住时可以实施电加热融化。

图3至5共同给出实施例2。

实施例2中，制造一台外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，包括一个旋翼飞行器1、一个多功能清洁模块12和一辆勤务车2；旋翼飞行器1包括机身、若干个电动旋翼14、飞行状态计算机控制系统和遥控器，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计、磁力计、陀螺仪、气压传感器和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线3，输电线3与外部电源15和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路；外部电源源源不断供应旋翼飞行器飞行动力。旋翼飞行器1配置一根水管16，水管16两端分别连接多功能清洗模块和水罐17；多功能清洁模块的四根吊索9各用一个卷扬机10与上面的旋翼飞行器1机身连接；勤务车2包括底盘、输电线自动卷线装置18、水管自动收放装置18、外部电源15和水罐17；

吊索9上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器13；有关信号连接的内容可参考现有技术。卷扬机10和多功能清洗模块含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索9、卷扬机10和多功能清洗模块的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变。

多功能清洁模块包括基板4和安装于基板4上的电动旋转清洁器阵列19、布水排管7、密封罩20、刮水板5和铲刀8；电动旋转清洁器阵列用于清洗、布水排管7与水管16连接用于对待清洁的玻璃板11布水；密封罩20用于电动旋转清洁器阵列19及待清洁的玻璃板11与外界的隔离，减缓水分蒸发；刮水板5用于刮水；铲刀8用于铲除鸟粪污物；

通过改变吊索9和多功能清洁模块的状态，使所述清洁装置分别处于仅仅铲刀刃口接触光伏电池组件22表面的铲除模式、或者仅仅多功能清洁模块均匀轻压光伏电池组件表面的清洗模式、或者仅仅刮水板刮过光伏电池组件22表面的刮干模式。

实施例2采用前后两副叠接的刮水板5，两副刮水板5各与一个安装于基板4上边部的电动丝杆机构传动连接，并可在电动丝杆机构驱动下沿基板4的横向轴心线方向移动，实现对刮水作业面幅宽和位置的调节；基板4下边部安装有一把铲刀8。

实施例2的具体工作过程为：多功能清洗装置开机自检，旋翼飞行器1升空悬停，等待勤务车2跟上并先巡视现场，拍摄现场视频传输到公司后台。如天气尚早拍摄光线不足，则先进行清洗工作。

开始工作：通过卷扬机10调整吊索9状态使得电动旋转清洁器阵列19轻压光伏电池组件22——飞行状态计算机控制系统可以通过吊索拉力传感器了解多功能清洁模块12对组件22的施轻压状态并进行调节——进行清洗，包括喷水和擦洗，如图3中间的描述。电动旋转清洁器阵列19认为是大街上扫垃圾车上的电动扫帚的小型化，有关内容可参考现有技术。要求电动旋转清洁器阵列19以四个电动旋转清洁器为一组，并以对角的两个分为一组，各组两台电动旋转清洁器旋转方向相反，这样可以平衡反作用力的影响。

电动旋转清洁器阵列19清洗完毕一部分光伏电池组件22，通过卷扬机10调整吊索状态使得刮水板5接触到光伏电池组件22并进行刮水，如图1左面的描述。刮水板5可采用丝网印刷用的弹性板。刮水板5经过之处，光伏电池组件22表面的水被刮除。然后再清洗另外一部分光伏电池组件。

如果需要清除光伏电池组件22上的鸟粪则通过卷扬机10调整吊索9状态使得铲刀8接触到光伏电池组件22并进行铲除，如图1右面的描述。铲刀8的设计制造可参照内墙粉刷用的铲刀。

Claims (10)

1.光伏板刮水清洁法：制造一台外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，包括一个旋翼飞行器、一个刮水板总成和一辆勤务车；旋翼飞行器包括机身、若干个电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计、磁力计、陀螺仪、气压传感器和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线，输电线与外部电源和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路；刮水板总成包括基板和刮水板；勤务车包括底盘、输电线自动卷线装置和外部电源；

还可以令刮水板总成的基板四角设置四台卷扬机，四台卷扬机的四根吊索与空中的旋翼飞行器机身连接；

吊索上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器；卷扬机和刮水板总成含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索、卷扬机和刮水板总成的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变；

调节吊索使得仅仅刮水板与玻璃板接触，令刮水板的刃口对玻璃板均匀施压并向前移动即可刮除玻璃板上的水，达到清洁玻璃板的目的；

光伏板上的水包括结霜、结露形成的水、降水形成的水和人工提供的水。

2.外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，使用权利要求1所述的光伏板刮水清洁法，其特征是包括一个旋翼飞行器、一个刮水板总成和一辆勤务车；旋翼飞行器包括机身、若干个电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线，输电线与外部电源和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路；刮水板总成包括基板和刮水板；勤务车包括底盘、输电线自动卷线装置和外部电源。

3.按照权利要求2所述的外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，其特征是刮水板总成的基板四角设置四台卷扬机，四台卷扬机的四根吊索与空中的旋翼飞行器机身连接；吊索上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器；卷扬机和刮水板总成含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索、卷扬机和刮水板总成的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变。

4.按照权利要求2或者3所述的外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，其特征是刮水板总成采用前后两副叠接的刮水板，两副刮水板各与一个安装于基板上边部的电动丝杆机构传动连接，并可在电动丝杆机构驱动下沿基板的轴心线方向移动，实现对刮水作业面幅宽和位置的调节；基板下边部安装有一把铲刀。

5.按照权利要求2或者3所述的外部电源供电飞行光伏电池组件刮水装置，其特征是刮水板的刃口为曲线，或者；刮水板或者铲刀嵌入安装一个电加热元件，包括在弹性刮水板内置一个与电源电气连接的金属丝或者碳素纤维电热元件，制作一把具有电熨斗结构的铲刀。

6.外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，使用权利要求1所述的光伏板刮水清洁法，其特征是包括一个旋翼飞行器、一个多功能清洁模块和一辆勤务车；旋翼飞行器包括机身、若干个电动旋翼、飞行状态计算机控制系统和遥控器，飞行状态计算机控制系统包括卫星定位终端、加速计和通讯模块；旋翼飞行器采用一组两根以上输电线，输电线与外部电源和旋翼飞行器的用电负载一起组成一个回路；旋翼飞行器配置一根水管，水管两端分别连接多功能清洗模块和水罐；多功能清洁模块包括基板、清洁器件和一个以上刮水板，刮水板用于刮水；勤务车包括底盘、输电线自动卷线装置、水管自动收放装置、外部电源和水罐。

7.按照权利要求6所述的外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，其特征是多功能清洁模块的基板四角设置四台卷扬机，四台卷扬机的四根吊索与空中的旋翼飞行器机身连接；吊索上设置有与飞行状态计算机控制系统信号连接的吊索拉力传感器；卷扬机和多功能清洁模块含有与飞行状态计算机控制系统信号连接的接口电路；吊索、卷扬机和多功能清洁模块的状态根据飞行状态计算机控制系统主机的状态改变而改变。

8.按照权利要求6或者7所述的外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，其特征是多功能清洁模块还包括一个电动旋转清洁器阵列、布水排管、密封罩和铲刀；电动旋转清洁器阵列用于清洗、布水排管用于布水；密封罩用于光伏电池组件被清洗部位与外界的隔离；

通过改变吊索和多功能清洁模块的状态，所述清洁装置分别处于仅仅铲刀刃口接触光伏电池组件表面的铲除模式、或者仅仅多功能清洁模块均匀轻压光伏电池组件表面的清洗模式、或者仅仅刮水板刮过光伏电池组件表面的刮干模式。

9.按照权利要求6或者7所述的外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，其特征是含有前后两副叠接的刮水板，两副刮水板各与一个安装于基板上边部的电动丝杆机构传动连接，并可在电动丝杆机构驱动下沿基板的轴心线方向移动，实现对刮水作业面幅宽和位置的调节；基板下边部安装有一把铲刀。

10.按照权利要求6或者7所述的外部电源供电飞行光伏电池组件清洗装置，其特征是刮水板的刃口为曲线；或者电动旋转清洁器阵列的作业面为曲面；或者铲刀的刃口为曲线，或者；

刮水板或者铲刀嵌入安装一个电加热元件，包括在弹性材料制作的刮水板内置一个与电源电气连接的金属丝或者碳素纤维电热元件和，制作一把具有电熨斗结构和内置薄型电热元件的铲刀。