CN105680789A - 一种太阳能电池板自动清扫系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池板自动清扫系统，包括太阳能电池板，太阳能电池板上设有清扫小车，清扫小车上安装有清扫毛刷，清扫毛刷为一体化制成，清扫小车底部安装有负重轮组，清扫小车底部上方设有动力传动箱，动力传动箱底部安装有主动驱动轮组，清扫小车底部底部下方安装有从动驱动轮组，主动驱动轮组、从动驱动轮组及负重轮组外分别设有履带。本发明的有益效果是：一体化的毛刷清扫更干净，在太阳能电池板之间有较大间隙或高差或两者都有的情况下，同样能够有效清扫；还可以实现后台显示、中心控制室控制，实现太阳能电池板清扫车位置显示故障报警、远程启动、远程停车和报警等功能。

Description

一种太阳能电池板自动清扫系统

（一）技术领域

本发明属于自动清洁技术领域，特别涉及一种太阳能电池板自动清扫系统。

（二）背景技术

面对全球气候变化带来的挑战和能源安全性的问题，人类需要寻求可再生能源，而太阳能就是一种清洁的、可再生的能源。随着太阳能发电成本的降低，光伏产业进入了一个全球发展的新纪元。而太阳能电池板是太阳能电站产生电能的根源，光伏组件转化太阳能的效率直接决定着太阳能电站的发电量。我国的地面光伏电站主要集中在西北地区，这些地区太阳能资源十分丰富，全年日照达3200小时以上，但是西北地区的自然环境比较恶劣，尤其是春秋季节沙尘暴天气会给光伏组件表面带来大量的污尘，严重影响了光伏组件的发电效率，一般情况下，对于3个月没有清理的太阳能电池组件来说，会有5%的输出功率损失，而在位于恶劣环境下的太阳能电池组件在20天没有清理的情况下，损失大约会达到12%。

目前，针对光伏电站的除尘，分别采取人工、高压水枪、喷淋系统等清洗方案。人工清洗清洗效率低，人员素质差异导致清洁过程不易控制、清洁效果一致性差，对组件玻璃有磨损，影响透光率和寿命：高压水枪清洗用水量大，1MW每次清洗的用水量约10吨，不适合缺水地区，有的水枪压力较大，会造成组件裂纹，不适合车辆行驶的山地电站无法应用；喷淋系统清洗效果不好，用水量较大，1MW每次清洗的用水量约6～7吨。

现有公开的自动清洁太阳能电池板的装置，清扫毛刷为单排设置，因若干个小毛刷之间有较大间隙，会造成清扫盲区，影响清洁装置的清扫效果。

（三）发明内容

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种避免造成清扫遗漏、运行平稳、可实现不同排太阳能电池板之间转换及精确定位、可进行快速充电、自动化及集成化程度高的太阳能电池板自动清扫系统。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种太阳能电池板自动清扫系统，包括太阳能电池板，太阳能电池板上设有清扫小车，其特征是：清扫小车上安装有清扫毛刷，清扫毛刷为一体化制成，清扫小车底部安装有负重轮组，清扫小车底部上方设有动力传动箱，动力传动箱底部安装有主动驱动轮组，清扫小车底部底部下方安装有从动驱动轮组，主动驱动轮组和从动驱动轮组沿太阳能电池板侧面行走，主动驱动轮组、从动驱动轮组及负重轮组外分别设有履带。

进一步的，主动驱动轮组中位于两端的两个主动驱动轮、从动驱动轮组中位于两端的两个从动驱动轮及负重轮组中位于两端的两个负重轮分别与太阳能电池板之间留有间隙。

进一步的，还包括用以带动清扫小车在不同太阳能电池板之间运动的转换装置，转换装置包括转换小车，转换小车前后两端分别安装有第一支撑杆和用以支撑清扫小车底部的第二支撑杆，第一支撑杆顶部铰接有连接清扫小车上部的螺杆，螺杆与定位电机相连接。

进一步的，太阳能电池板上部设有与清扫小车对应的上定位接触点，太阳能电池板下部设有与清扫小车对应的下定位接触点。

进一步的，转换小车沿导轨行走，转换小车上安装有控制柜和第一蓄电池，第一蓄电池连接有用以驱动转换小车行走的动力机构。

进一步的，还包括充电装置，充电装置包括设置于清扫小车上面的动力用太阳能电池和控制面板，控制面板上设有控制器，清扫小车底面设有第二蓄电池和备用电池，太阳能电池板一侧设有用以第二蓄电池充电的蓄电池快充器。

进一步的，清扫小车与太阳能电池板上对应设有用以第二蓄电池充电的充电定位接触点。

进一步的，还包括自动监测装置，自动监测装置包括安装于太阳能电池板周围的若干固定远红外成相装置或安装于清扫小车上的移动式远红外成相装置，固定远红外成相装置或移动式远红外成相装置通过有线或无线与后台监控装置相连接，后台监控装置上设有自动报警装置。

进一步的，还包括自动控制系统，自动控制系统包括与清扫小车进行双向通讯的远程中心控制室控制装置、与清扫小车及太阳能电池板进行单向通讯的后台显示装置和全自动运行监测装置。

进一步的，还包括用以控制清扫小车启停的远程无线遥控控制装置。

本发明的有益效果是：一体化的毛刷清扫更干净，避免了因毛刷单体之间间隙而造成的清扫遗漏；负重轮和动力轮外罩履带，在太阳能电池板之间有较大间隙或高差或两者都有的情况下，同样能够有效清扫；能用一个清扫设备实现多排太阳能电池板不同排的转换和精确定位，结构简单，制作成本低，自动化效果好；通过快速充电装置，可使太阳能电池板清扫装置电池更轻便，运行更节能；可实现太阳能电池板清扫或安全监测系统与控制人员无线双向通讯远距离遥控，还可以实现后台显示、中心控制室控制，实现太阳能电池板清扫车位置显示故障报警、远程启动、远程停车、电池板热斑显示和报警等功能。

（四）附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明的俯视结构示意图；

附图2为本发明的侧视结构示意图；

附图3为本发明的转换装置的俯视结构示意图；

附图4为本发明的转换装置的侧视结构示意图；

附图5为本发明的充电装置结构示意图；

附图6为本发明的固定远红外成相装置安装示意图；

附图7为本发明的移动式远红外成相装置安装示意图；

附图8为本发明的自动控制系统结构框图；

图中，1太阳能电池板，2清扫小车，3清扫毛刷，4负重轮组，5动力传动箱，6主动驱动轮组，7从动驱动轮组，8履带，9主动驱动轮，10从动驱动轮，11负重轮，12转换小车，13第一支撑杆，14第二支撑杆，15螺杆，16定位电机，17上定位接触点，18下定位接触点，19导轨，20控制柜，21第一蓄电池，22动力机构，23动力用太阳能电池，24控制面板，25控制器，26第二蓄电池，27备用电池，28蓄电池快充器，29充电定位接触点，30固定远红外成相装置，31移动式远红外成相装置，32后台监控装置，33自动报警装置。

（五）具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括太阳能电池板1，太阳能电池板1上设有清扫小车2，清扫小车2上安装有清扫毛刷3，清扫毛刷3为一体化制成，清扫小车2底部安装有负重轮组4，清扫小车2底部上方设有动力传动箱5，动力传动箱5底部安装有主动驱动轮组6，清扫小车2底部底部下方安装有从动驱动轮组7，主动驱动轮组6和从动驱动轮组7沿太阳能电池板1侧面行走，主动驱动轮组6、从动驱动轮组7及负重轮组4外分别设有履带8。主动驱动轮组6中位于两端的两个主动驱动轮9、从动驱动轮组7中位于两端的两个从动驱动轮10及负重轮组4中位于两端的两个负重轮11分别与太阳能电池板1之间留有间隙。还包括用以带动清扫小车2在不同太阳能电池板1之间运动的转换装置，转换装置包括转换小车12，转换小车12前后两端分别安装有第一支撑杆13和用以支撑清扫小车2底部的第二支撑杆14，第一支撑杆13顶部铰接有连接清扫小车2上部的螺杆15，螺杆15与定位电机16相连接。太阳能电池板1上部设有与清扫小车2对应的上定位接触点17，太阳能电池板1下部设有与清扫小车2对应的下定位接触点18。转换小车12沿导轨19行走，转换小车12上安装有控制柜20和第一蓄电池21，第一蓄电池21连接有用以驱动转换小车12行走的动力机构22。还包括充电装置，充电装置包括设置于清扫小车2上面的动力用太阳能电池23和控制面板24，控制面板24上设有控制器25，清扫小车2底面设有第二蓄电池26和备用电池27，太阳能电池板1一侧设有用以第二蓄电池26充电的蓄电池快充器28。清扫小车2与太阳能电池板1上对应设有用以第二蓄电池26充电的充电定位接触点29。还包括自动监测装置，自动监测装置包括安装于太阳能电池板1周围的若干固定远红外成相装置30或安装于清扫小车2上的移动式远红外成相装置31，固定远红外成相装置30或移动式远红外成相装置31通过有线或无线与后台监控装置32相连接，后台监控装置32上设有自动报警装置33。还包括自动控制系统，自动控制系统包括与清扫小车2进行双向通讯的远程中心控制室控制装置、与清扫小车2及太阳能电池板1进行单向通讯的后台显示装置和全自动运行监测装置。还包括用以控制清扫小车2启停的远程无线遥控控制装置。

采用本发明的一种太阳能电池板自动清扫系统，动力传动箱5带动主动驱动轮组6运行，进而带动清扫小车2从太阳能电池板1的一端移动至另一端，同时动力传动箱5带动清扫毛刷3反向转动对太阳能电池板1进行清扫。清扫毛刷3一体制成，避免了每两个清扫毛刷单体之间因有空隙造成的遗漏，如此，清扫小车2走过后，不会产生任何清扫盲区。负重轮组4、主动驱动轮组6及从动驱动轮组7外罩履带8，且每组中位于两端的两个负重轮11、两个主动驱动轮9和两个从动驱动轮10离开太阳能电池板1一定距离，如此，在太阳能电池板1之间有较大间隙或高差或两者都有的情况下，依然可以顺利通过进行有效清扫。清扫小车2在清扫完一排太阳能电池板1后，落于转换小车12上，转换小车12带动其进入下一排待清扫的太阳能电池板1进行清扫。第二支撑杆14高度固定，用以支撑清扫小车2下部，通过定位电机16带动螺杆15转动，进而实现清扫小车2倾角的变化，也可通过液压装置实现升降从而改变其倾角；上定位接触点17和下定位接触点18可实现不同排太阳能电池板1的定位及不同倾角的定位；通过预设的导轨19，实现精确定位，解决不同排的太阳能电池板1高度差异问题。第一蓄电池21给动力机构22供电，带动转换小车12行走，也可用移动缆绳实现多排间的转换，控制柜20可对整个过程进行自动化控制。动力用太阳能电池23给清扫小车2的移动、清扫毛刷3供电，利用充电定位接触点29定位，通过蓄电池快充器28给第二蓄电池26充电，可使清扫小车2电池更轻便，运行更节能，同时还有备用电池27，使系统运行更可靠，更安全，即使主电池出现故障，仍然有备用电池27可以供自控系统使用，可及时发现故障，排除故障。控制面板24及控制器25包含监测并显示电力系统故障报警和蓄电池高低电量报警装置，且可控制电池低电量自动停止运转开始充电和满电量自动停止充电开始运转。小规模的太阳能电池板1监测可以在周围设几台固定远红外成相装置30，并带有线或无线信号传输装置，通过后台监控装置32监控。大规模的太阳能电池板1监测可以将移动式远红外成相装置31安装在全厂多排自动清扫小车2上或专用移动式自动监测器上，并带有线或无线信号传输装置，通过后台监控装置32监控而实现全厂监测。使用热斑红外成相技术，有线或无线信号传输装置可以实现图像传输、后台显示，从而了解热斑面积和温度，进而了解太阳能电池板1的损坏程度。热斑红外成相技术装置，可以自带自动报警装置33，并远程传送报警信号，也可后台接收监测信号并后台报警。远程中心控制室控制装置可实现多排太阳能电池板1清扫或安全监测自动化控制；后台显示装置可进行太阳能电池板1热斑显示，位置显示，故障显示，状态显示等；远程无线遥控控制装置可对清扫小车2实现远程开停车，状态显示，故障报警。

Claims (10)

1.一种太阳能电池板自动清扫系统，包括太阳能电池板（1），太阳能电池板（1）上设有清扫小车（2），其特征是：清扫小车（2）上安装有清扫毛刷（3），清扫毛刷（3）为一体化制成，清扫小车（2）底部安装有负重轮组（4），清扫小车（2）底部上方设有动力传动箱（5），动力传动箱（5）底部安装有主动驱动轮组（6），清扫小车（2）底部底部下方安装有从动驱动轮组（7），主动驱动轮组（6）和从动驱动轮组（7）沿太阳能电池板（1）侧面行走，主动驱动轮组（6）、从动驱动轮组（7）及负重轮组（4）外分别设有履带（8）。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：主动驱动轮组（6）中位于两端的两个主动驱动轮（9）、从动驱动轮组（7）中位于两端的两个从动驱动轮（10）及负重轮组（4）中位于两端的两个负重轮（11）分别与太阳能电池板（1）之间留有间隙。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：还包括用以带动清扫小车（2）在不同太阳能电池板（1）之间运动的转换装置，转换装置包括转换小车（12），转换小车（12）前后两端分别安装有第一支撑杆（13）和用以支撑清扫小车（2）底部的第二支撑杆（14），第一支撑杆（13）顶部铰接有连接清扫小车（2）上部的螺杆（15），螺杆（15）与定位电机（16）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：太阳能电池板（1）上部设有与清扫小车（2）对应的上定位接触点（17），太阳能电池板（1）下部设有与清扫小车（2）对应的下定位接触点（18）。

5.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：转换小车（12）沿导轨（19）行走，转换小车（12）上安装有控制柜（20）和第一蓄电池（21），第一蓄电池（21）连接有用以驱动转换小车（12）行走的动力机构（22）。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：还包括充电装置，充电装置包括设置于清扫小车（2）上面的动力用太阳能电池（23）和控制面板（24），控制面板（24）上设有控制器（25），清扫小车（2）底面设有第二蓄电池（26）和备用电池（27），太阳能电池板（1）一侧设有用以第二蓄电池（26）充电的蓄电池快充器（28）。

7.根据权利要求6所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：清扫小车（2）与太阳能电池板（1）上对应设有用以第二蓄电池（26）充电的充电定位接触点（29）。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：还包括自动监测装置，自动监测装置包括安装于太阳能电池板（1）周围的若干固定远红外成相装置（30）或安装于清扫小车（2）上的移动式远红外成相装置（31），固定远红外成相装置（30）或移动式远红外成相装置（31）通过有线或无线与后台监控装置（32）相连接，后台监控装置（32）上设有自动报警装置（33）。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：还包括自动控制系统，自动控制系统包括与清扫小车（2）进行双向通讯的远程中心控制室控制装置、与清扫小车（2）及太阳能电池板（1）进行单向通讯的后台显示装置和全自动运行监测装置。

10.根据权利要求9所述的一种太阳能电池板自动清扫系统，其特征是：还包括用以控制清扫小车（2）启停的远程无线遥控控制装置。