CN105591606A - 一种大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，工作效率很高，自动化程度高，运行成本低，故障率低，操作方便，包括轨道系统，驱动系统，清洗系统，工作平台与支架部分，供水供电系统，控制系统。
Description
技术领域
本发明专利涉及新能源设施领域，提出一种大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统。
背景技术
太阳能光伏发电站作为一种清洁能源正在全世界范围内得到发展，光伏电站通常建在地势较高，日照充足，但风沙大，水资源匮乏的地方。太阳能镜片上很容易积累沙尘及脏物，如果不及时除去镜片上的沙尘及脏物，会严重影响发电效率，发电量损失高达22％-32％。
过去太阳能镜片清洗通常都是人工配合流动清洗车进行清洗，人工手拿水管冲洗电池板。假设建立一个50万立方米规模的太阳能发电站，投资成本按年(20年)分摊，采用这种清洗方法，电池板清洗成本占到投资成本与运行成本的10％左右，更重要的是工作效率太低。
后来，国外出现一种专门清洗太阳能电池板的机械人，国外有些太阳能电站就采用无人操作的机械人配合少量水自动清洗太阳能电池板，采用这种清洗方法，不仅电池板清洗成本高，占到上述电站投资成本与运行成本的38％左右，而且工作效率也低。
但是，上述的两种清洗方法不太适合于我国的大多数光伏太阳能电站，因为第一种方法需要大量的水冲洗，而我国的大多数光伏太阳能电站是建在水资源比较缺乏的地方。第二种方法投资成本又太高。
所以，开发出一种高效的，运行成本低、自动化程度很高的大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统将是大势所趋，具有很大的发展前途。不仅解决了目前各大光伏太阳能电站镜片难以实现机械化清洗的燃眉之急，也为今后的光伏太阳能电站的规范施工、系统设计提供了参考，更是填补了光伏太阳能电站镜片自动化、规模化清洗的空白。
发明内容
本发明提供了一种大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，工作效率很高，自动化程度高，运行成本低，故障率低，操作方便。
本发明采用的技术方案是：一种大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，包括轨道系统，驱动系统，清洗系统，工作平台与支架部分，供水供电系统，控制系统。
轨道系统：包括电池板矩阵内部运行轨道14，转移轨道4，转移用平板小车25，因为钢管市场上的通用长度为6-9米，运行轨道14，转移轨道4的长度又远不止9米，所以需要采用多跟钢管对接成轨道，钢管与钢管连接及支撑结构是：轨道采用圆钢管，每根圆钢管两端封闭，两端底部轴线方向焊接直角梯形扁钢，扁钢两侧再焊直角梯形扁钢冀板，形成T形的特制支座17，用螺栓18将相邻2对轨道的特制支座17连接在一起，整个一列轨道校对平直后再焊接到支撑墩子19上面的预埋钢板上。为了防止电池板之间过道上杂草丛生，小动物穿行，地面高低不平等影响清洗车通过，轨道悬空架设，所有轨道最高处低于所有电池板最低处，不能在任何一块电池板上产生阴影。为了运行平稳，减轻轮子的负载，防止脱轨，采用双轨道，用钢管20做轨道。用钢管20做轨道既可以防止轨道上积累灰尘，抗弯曲强度又高，为了方便人工将清洗车从一个列阵拖到另一个列阵，在矩阵外端也设立很窄的双轨道，双轨道的设置不影响主干道上机动车的行驶。
驱动系统：由驱动调速电机6、驱动轴24、主动轮，从动轮及支撑件等组成。安装在工作平台9上面，启动时按电控箱面板上的启动按钮。运行中用遥控器控制，到达终点时自动停止，驱动调速电机6由汽油发电机组供电。
清洗系统：由水箱、水泵、管路管件、清洗组件、支架等组成。水箱里自带少量的水(供足清洗完2个子阵的水)，每清洗完2列子阵后，清洗车会自动停留在自动补水处自动补水，然后继续自动行走，工作平台9两侧带悬臂2，11，每个悬臂下面挂一个清洗组件1，清洗组件1自带电动滚刷，喷水管路、导向行走机构等等，只需从工作平台9两侧各引出一根供水管，一根电源线就行，清洗组件与工作平台9之间采用柔性连接，并留出足够超长的供水管，电源线，以及牵引绳，两侧的双悬臂可分别调节高度。
工作平台与支架，采用铝型材做安装平台与支架，既重量轻，又防腐，特别是可以随意调整各部分的装配位置与尺寸。方便安装、调试与运输。外形还美观大方。工作平台四角各用螺栓连接一个导向轮座21，导向轮座21下端开口朝外侧撇开成ハ字状，导向轮座上部分为板凳形状，两侧板内置轴承，用于驱动轴24定位，行走轮23套在驱动轴24外面，用销轴固定到驱动轴24上面随着驱动轴旋转前行，导向轮座21下端倾斜安装一对导向轮22，一对导向轮22卡在轨道底部两侧，这种结构可以有效防止工作平台脱轨、前后左右翻转，同时车轮还能行走自如
供水供电系统：采用汽油发电机组作为动力源，供电清洗车上所有用电设备如驱动电机、电动滚刷、水泵、电磁阀、电控箱等。因为柴油发电机组笨重、噪音大，振动大所以不选用。通常光伏太阳能发电站输送电缆是埋设在地下的，供水管路可共用电缆地下铺设通道。同时电缆表面是有一定温度的，地下水管和电缆铺设在一起就不用保温了，而且地下本身也冬暖夏凉的。只需要将供水管地面上伸出部分保温就行了。水箱上面的液位传感器感应到水箱里的水低于设定值时，清除车会自动停留在从地下伸出的供水管下面自动补水。
控制系统：采用PLC控制，带显示面板。清洗车启动时按电控箱面板上的启动按钮。运行中可以用遥控器控制清洗车前进、后退、启动、停止，到达终点时自动停止。运行速度事先设定好，需要更改运行速度时可在清洗车停止运行时更改。控制系统控制清洗车的自动往返行走，自动完成清洗的所有规定动作，自动停机，出故障自动报警、自动补水。同时清洗车经过主干道时还能自动停止喷水。要求电控箱防水防雷击。
附图说明：
图1是本发明的总体装配图。
图2是本发明的轨道与轨道之间连接结构。
图3是本发明轨道与工作平台车轮配合结构。
图4是本发明电池板矩阵内部运行轨道与转移轨道对接结构。
图5是本发明自动供水结构。
附图中：1、清洗组件，2、上悬臂，3、电动滚刷，4、转移轨道，5、自动补水管路，6、驱动减速电机，7、电控箱，8、汽油发电机组，9、工作平台与支架，10、行走导向机构，11、下悬臂，12、拉杆，13、太阳能电站电池板，14、电池板矩阵内部运行轨道，15、水箱，16、转移车架，17、特制支座，18、螺栓，19、支撑墩子，20、钢管，21、导向轮座，22、导向轮，23、行走轮，24、驱动轴，25、平板小车，26、导向支撑轮，27、感应挡板，28、撞块，29、自动复位阀，30、补水管，31、截止阀，32、水箱进水管
具体实施方式
下面结合附图说明本发明涉及的具体实施方式。
在相邻的2列电池板中间架空铺设好电池板矩阵内部运行轨道14，在电池板矩阵两端架空铺设好转移轨道4，将转移用平板小车25安装到转移轨道4上面，调整好导向支撑轮26与转移轨道4之间的间隙，方便平板小车25载着清洗车运行自如，汽油发电机组、驱动减速电机及其他驱动部件、水泵、水箱、电控箱等都安装在工作平台上，工作平台底部四角安装驱动行走导向轮及从动轮等，驱动减速电机驱动驱动轴24旋转，行走轮23套在驱动轴24外面，用销轴固定到驱动轴24上面随着驱动轴旋转前行，带着整个工作平台及2套清洗组件直线往返运行，工作平台与支架、2套清洗组件，悬臂，牵引绳、供水管路，供电管路组成一套完整的双列清洗车，双列清洗车一边在电池板矩阵内部运行轨道14上自动行走，一边自动清洗两边的两列电池板，两边清洗组件高度可以随意调节。清洗组件根据气候不同分成两套清洗组件，轮流使用，霜冻时期清洗组件结构为：包含有由高压热水注射泵、热水锅炉、高压热水电磁阀、高压热水过滤器、高压热水线状喷嘴组成的高压热水喷射切割系统，刮水组件、吸水滚筒，非霜冻时期清洗组件结构为：清洗滚刷，其刷毛为外径0.8-1.5mm，长度100-200mm抗静电星形刷毛，喷水系统，防护罩。
采用汽油发电机组作为唯一动力源，供电清洗车上所有用电设备如驱动电机、电动滚刷、水泵、电磁阀、电控箱等，工作平台上带有水箱，但水箱只够清洗两列电池板，电池板矩阵中间会设置多个自动补水管路，水箱内有液位传感器，当感应到液位低于设定值时，会在自动补水管路5下面停止下来，工作平台支架上的撞块28会撞开自动补水管路5上的自动复位阀29，自动补水管路5上的水流入水箱进水管32。
双列清洗车清洗完两个列阵电池板后继续行走到对接轨道上，由平板小车25载着在转移轨道上运行到另外待清洗的两个列阵电池板之间，然后双列清洗车从平板小车25走下来进入另外待清洗的两个列阵电池板之间的电池板矩阵内部运行轨道14上继续清洗。
采用PLC控制，带显示面板。清洗车启动时按电控箱面板上的启动按钮，清洗车就会自动往返行走，自动完成清洗的所有规定动作，自动停机，出故障自动报警、自动补水，如果遇到突发情况，还可以用遥控器控制清洗车前进、后退、启动、停止。
Claims (7)
1.一种大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，包括轨道系统，驱动系统，清洗组件，工作平台与支架部分，供水供电系统，控制系统。
2.根据权利要求1所述的大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，其特征在于：可同时清洗两个列阵电池板，工作平台9两侧带悬臂2，11，每个悬臂下面挂一个清洗组件1，清洗组件自带电动滚筒，只需从工作平台9两侧各引出一根供水管，一根电源线就行，工作平台9两侧的双悬臂可分别调节高度。
3.根据权利要求1所述的大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，其特征在于：轨道与轨道连接结构，轨道采用圆钢管，每根圆钢管两端封闭，两端底部轴线方向焊接直角梯形扁钢，扁钢两侧再焊直角梯形扁钢冀板，形成T形的特制支座17，用螺栓18将相邻2对轨道的特制支座17连接在一起，整个一列轨道校对平直后再焊接到支撑墩子19上面的预埋钢板上。
4.根据权利要求1所述的大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，其特征在于：工作平台车轮与轨道的配合结构，这种结构可以有效防止工作平台脱轨、前后左右翻转，同时车轮还能行走自如，工作平台四角各用螺栓连接一个导向轮座21，导向轮座21下端开口朝外侧撇开成ハ字状，导向轮座上部分为板凳形状，两侧板内置轴承，用于驱动轴24定位，行走轮23套在驱动轴24外面，用销轴固定到驱动轴24上面随着驱动轴旋转前行，导向轮座21下端倾斜安装一对导向轮22，一对导向轮22卡在轨道底部两侧。
5.根据权利要求1所述的大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，其特征在于：工作平台作业时的太阳能电站电池板矩阵内部运行轨道与转移轨道的链接结构，转移轨道上面安装一台平板小车25，平板小车25底部四角各安装导向支撑轮26，卡在转移轨道上可以往返移动而且不脱轨，平板小车25上有2根高度与宽度都和电池板矩阵内部2根运行轨道相同的对接轨道，工作平台清洗完两个列阵电池板后继续行走到对接轨道上，由平板小车25载着在转移轨道上运行到另外待清洗的两个列阵电池板之间。
6.根据权利要求1所述的大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，其特征在于：工作平台车载水箱的自动补水机构，水箱内有液位传感器，当感应到液位低于设定值时，会在自动补水管路5下面停止下来，工作平台支架上的撞块28会撞开自动补水管路5上的自动复位阀29，自动补水管路5上的水流入水箱进水管32。
7.根据权利要求1所述的大型太阳能电站电池板矩阵自动清洗系统，其特征在于：清洗组件根据气候不同分成两套清洗组件，轮流使用，霜冻时期清洗组件结构为：包含有由高压热水注射泵、热水锅炉、高压热水电磁阀、高压热水过滤器、高压热水线状喷嘴组成的高压热水喷射切割系统，刮水组件、吸水滚筒，非霜冻时期清洗组件结构为：清洗滚刷，其刷毛为外径0.8-1.5mm，长度100-200mm抗静电星形刷毛，喷水系统，防护罩。
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|---|---|---|---|---|
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2015
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Application publication date: 20160518 |
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