CN105689302B - 一种太阳能电池板自动清扫装置 - Google Patents
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Abstract
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装置。该太阳能电池板自动清扫装置，包括太阳能电池板，其特征是：太阳能电池板上设有框架，框架上设有第一清扫小车和第二清扫小车，第一清扫小车和第二清扫小车的顶部之间连接有第一缆绳，第一缆绳绕于框架上部的两个定滑轮上，第一缆绳由第一动力机构带动，第一动力机构由动力电机带动。本发明的有益效果是：上下来回交错运行的两台清扫小车互为配重，可实现更节能更稳定的运行和清扫，同时可实现针对太阳能电池板不同高度、不同方式的动力模式，动力方式选择性较广，既可实现低投资高效能清扫，又可实现低能耗高速度清扫。
Description
（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装置。
（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1 0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，特别是大型化太阳能电池板清洁装置，因清扫机械过大、重量过大，需要对太阳能电池板组进行改造，需外立支架，对太阳能电池板组安装要求较高，需紧密安装在同一水平面内，且太阳能电池板间隙较大或倾斜时无法进行清扫；安装在不同区域的太阳能电池板组更加无法自行清洁，会导致清扫刷过脏而影响清洁装置的清扫效果。同时上下循环清扫装置，因重量原因，向上运行时，需要克服较大的自身重量，动力消耗较大；向下运行时，又需要限制运行速度而耗费能量，影响清洁装置运行稳定性。
（三）发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、安装方便、运行稳定、节能可靠、动力方式选择范围广的太阳能电池板自动清扫装置。
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装置，包括太阳能电池板，其特征是：太阳能电池板上设有框架，框架上设有第一清扫小车和第二清扫小车，第一清扫小车和第二清扫小车的顶部之间连接有第一缆绳，第一缆绳绕于框架上部的两个定滑轮上，第一缆绳由第一动力机构带动，第一动力机构由动力电机带动。
进一步的，第一清扫小车和第二清扫小车上分别设有若干排清扫毛刷，清扫毛刷两端安装于齿轮上，第一清扫小车和第二清扫小车中位于内侧的齿轮置于传动链上。
进一步的，框架上部分别设有与第一清扫小车和第二清扫小车对应的反向感应接触点。
进一步的，第一清扫小车和第二清扫小车的底部之间连接有第二缆绳，第二缆绳绕于框架下部的两个定滑轮及框架中部的一个定滑轮上。
进一步的，框架底部设有驱动轮，驱动轮由第一动力机构带动，框架底部均匀设有若干辅助负重轮。
进一步的，还包括充电装置，充电装置包括设置于框架上面的动力用太阳能电池和第一控制柜，框架底部设有第一蓄电池和备用电池，框架与太阳能电池板上对应设有用以第一蓄电池充电的充电定位接触点，太阳能电池板一侧设有用以第一蓄电池充电的蓄电池快充器。
进一步的，还包括用以带动框架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框架底部的第二支撑杆，第一支撑杆顶部铰接有连接框架上部的螺杆，螺杆与定位电机相连接；太阳能电池板上部设有与框架对应的上定位接触点，太阳能电池板下部设有与框架对应的下定位接触点；转换小车沿导轨行走，转换小车上安装有第二控制柜和第二蓄电池，第二蓄电池连接有用以驱动转换小车行走的第二动力机构。
进一步的，还包括自动控制系统，自动控制系统包括与框架进行双向通讯的远程中心控制室控制装置、与框架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，还包括用以控制框架及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：无需对太阳能电池板改造即能对其进行有效清扫，上下来回交错运行的两台清扫小车互为配重，可实现更节能更稳定的运行和清扫，同时可实现针对太阳能电池板不同高度、不同方式的动力模式，动力方式选择性较广，既可实现低投资高效能清扫，又可实现低能耗高速度清扫。
（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为本发明设有一个动力电机的结构示意图；
附图2为本发明设有两个动力电机的结构示意图；
附图3为本发明设有三个动力电机的结构示意图；
附图4为本发明的充电装置结构示意图；
附图5为本发明的转换装置的俯视结构示意图；
附图6为本发明的转换装置的侧视结构示意图；
附图7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框架，3第一清扫小车，4第二清扫小车，5第一缆绳，6定滑轮，7第一动力机构，8动力电机，9清扫毛刷，10齿轮，11传动链，12反向感应接触点，13第二缆绳，14驱动轮，15辅助负重轮，16动力用太阳能电池，17第一控制柜，18第一蓄电池，19备用电池，20第二蓄电池，21充电定位接触点，22蓄电池快充器，23转换小车，24第一支撑杆，25第二支撑杆，26螺杆，27定位电机，28上定位接触点，29下定位接触点，30导轨，31第二控制柜，32第二动力机构。
（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上设有框架2，框架2上设有第一清扫小车3和第二清扫小车4，第一清扫小车3和第二清扫小车4的顶部之间连接有第一缆绳5，第一缆绳5绕于框架2上部的两个定滑轮6上，第一缆绳5由第一动力机构7带动，第一动力机构7由动力电机8带动。第一清扫小车3和第二清扫小车4上分别设有若干排清扫毛刷9，清扫毛刷9两端安装于齿轮10上，第一清扫小车3和第二清扫小车4中位于内侧的齿轮10置于传动链11上。框架2上部分别设有与第一清扫小车3和第二清扫小车4对应的反向感应接触点12。第一清扫小车3和第二清扫小车4的底部之间连接有第二缆绳13，第二缆绳13绕于框架2下部的两个定滑轮6及框架2中部的一个定滑轮6上。框架2底部设有驱动轮14，驱动轮14由第一动力机构7带动，框架2底部均匀设有若干辅助负重轮15。还包括充电装置，充电装置包括设置于框架2上面的动力用太阳能电池16和第一控制柜17，框架2底部设有第一蓄电池18和备用电池19，框架2与太阳能电池板1上对应设有用以第一蓄电池18充电的充电定位接触点21，太阳能电池板1一侧设有用以第一蓄电池18充电的蓄电池快充器22。还包括用以带动框架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23，转换小车23前后两端分别安装有第一支撑杆24和用以支撑框架2底部的第二支撑杆25，第一支撑杆24顶部铰接有连接框架2上部的螺杆26，螺杆26与定位电机27相连接；太阳能电池板1上部设有与框架2对应的上定位接触点28，太阳能电池板1下部设有与框架2对应的下定位接触点29；转换小车23沿导轨30行走，转换小车23上安装有第二控制柜31和第二蓄电池20，第二蓄电池20连接有用以驱动转换小车23行走的第二动力机构32。还包括自动控制系统，自动控制系统包括与框架2进行双向通讯的远程中心控制室控制装置、与框架及太阳能电池板1进行单向通讯的后台显示装置和全自动运行监测装置，还包括用以控制框架2、第一清扫小车3及第二清扫小车4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装置，动力电机8通过第一动力机构7带动第一缆绳5绕框架2上部的两个定滑轮6移动，从而带动第一清扫小车3沿框架2上行或下行，带动第二清扫小车4下行或上行，第一清扫小车3和第二清扫小车4在运行时，会迫使齿轮10在传动链11上转动，从而带动清扫毛刷9转动，完成对太阳能电池板1的清扫。在运行清扫过程中，第一清扫小车3和第二清扫小车4互为配重，大大减小了第一清扫小车3和第二清扫小车4运行时所需的动力，更加节能。当第一清扫小车3或第二清扫小车4到达框架2的顶点时，会接触框架2上的反向感应接触点12，此时第一动力机构7便会反向拉动第一缆绳5，使第一清扫小车3和第二清扫小车4向相反方向运动，如此反复进行清扫。第二缆绳13增加了第一清扫小车3与第二清扫小车4运行时的稳定性。动力电机8通过第一动力机构7带动驱动轮14持续向一个方向运行，带动框架2沿太阳能电池板1长度方向运行，同时清扫毛刷9沿太阳能电池板1宽度方向运行，便可快速清扫干净。框架2下设辅助负重轮15，减少了对太阳能电池板1的局部压力，防止太阳能电池板1出现变形损坏。动力用太阳能电池16给动力电机8供电，利用充电定位接触点21定位，通过蓄电池快充器22给第一蓄电池18充电，可使框架2电池更轻便，运行更节能，同时还有备用电池19，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19可以供自控系统使用，可及时发现故障，排除故障。在清扫完一排太阳能电池板1后，落于转换小车23上，转换小车23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25高度固定，用以支撑框架2下部，通过定位电机27带动螺杆26转动，进而实现框架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28和下定位接触点29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30，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。第二蓄电池20给第二动力机构32供电，带动转换小车23行走，也可用移动缆绳实现多排间的转换，第二控制柜31可对整个过程进行自动化控制。第一控制柜17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。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框架2、第一清扫小车3及第二清扫小车4实现远程开停车，状态显示，故障报警。
采用本发明的一种太阳能电池板自动清扫装置，第一清扫小车3和第二清扫小车4上分别设置有动力电机8，由动力电机8分别带动第一清扫小车3和第二清扫小车4沿框架2移动，同时带动清扫毛刷9转动进行清扫，无需传动链。第一清扫小车3和第二清扫小车4的上下移动带动第一缆绳5来回运动，而通过第一动力机构7带动驱动轮14持续向一个方向运行，带动框架2沿太阳能电池板1长度方向运行。在运行清扫过程中，第一清扫小车3和第二清扫小车4互为配重，大大减小了第一清扫小车3和第二清扫小车4运行时所需的动力，更加节能。当第一清扫小车3或第二清扫小车4到达框架2的顶点时，会接触框架2上的反向感应接触点12，此时两个动力电机8便会反向转动，如此反复进行清扫。
采用本发明的一种太阳能电池板自动清扫装置，第一清扫小车3和第二清扫小车4上分别设置有动力电机8，由动力电机8分别带动第一清扫小车3和第二清扫小车4沿框架2移动，同时带动清扫毛刷9转动进行清扫，无需传动链。在框架2上还设有第三个动力电机8，其通过第一动力机构7直接带动驱动轮14行走，无需转向便可带动框架2沿太阳能电池板1长度方向运行。在运行清扫过程中，第一清扫小车3和第二清扫小车4互为配重，大大减小了第一清扫小车3和第二清扫小车4运行时所需的动力，更加节能。当第一清扫小车3或第二清扫小车4到达框架2的顶点时，会接触框架2上的反向感应接触点12，此时两个动力电机8便会反向转动，如此反复进行清扫。
Claims (6)
1.一种太阳能电池板自动清扫装置，包括太阳能电池板（1），其特征是：太阳能电池板（1）上设有框架（2），框架（2）上设有第一清扫小车（3）和第二清扫小车（4），第一清扫小车（3）和第二清扫小车（4）的顶部之间连接有第一缆绳（5），第一缆绳（5）绕于框架（2）上部的两个定滑轮（6）上，第一缆绳（5）由第一动力机构（7）带动，第一动力机构（7）由动力电机（8）带动，第一清扫小车（3）和第二清扫小车（4）上分别设有若干排清扫毛刷（9），清扫毛刷（9）两端安装于齿轮（10）上，第一清扫小车（3）和第二清扫小车（4）中位于内侧的齿轮（10）置于传动链（11）上；还包括用以带动框架（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（23），转换小车（23）前后两端分别安装有第一支撑杆（24）和用以支撑框架（2）底部的第二支撑杆（25），第一支撑杆（24）顶部铰接有连接框架（2）上部的螺杆（26），螺杆（26）与定位电机（27）相连接；太阳能电池板（1）上部设有与框架（2）对应的上定位接触点（28），太阳能电池板（1）下部设有与框架（2）对应的下定位接触点（29）；转换小车（23）沿导轨（30）行走，转换小车（23）上安装有第二控制柜（31）和第二蓄电池（20），第二蓄电池（20）连接有用以驱动转换小车（23）行走的第二动力机构（32）。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫装置，其特征是：框架（2）上部分别设有与第一清扫小车（3）和第二清扫小车（4）对应的反向感应接触点（12）。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫装置，其特征是：第一清扫小车（3）和第二清扫小车（4）的底部之间连接有第二缆绳（13），第二缆绳（13）绕于框架（2）下部的两个定滑轮（6）及框架（2）中部的一个定滑轮（6）上。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫装置，其特征是：框架（2）底部设有驱动轮（14），驱动轮（14）由第一动力机构（7）带动，框架（2）底部均匀设有若干辅助负重轮（15）。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫装置，其特征是：还包括充电装置，充电装置包括设置于框架（2）上面的动力用太阳能电池（16）和第一控制柜（17），框架（2）底部设有第一蓄电池（18）和备用电池（19），框架（2）与太阳能电池板（1）上对应设有用以第一蓄电池（18）充电的充电定位接触点（21），太阳能电池板（1）一侧设有用以第一蓄电池（18）充电的蓄电池快充器（22）。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板自动清扫装置，其特征是：还包括自动控制系统，自动控制系统包括与框架（2）进行双向通讯的远程中心控制室控制装置、与框架及太阳能电池板（1）进行单向通讯的后台显示装置和全自动运行监测装置，还包括用以控制框架（2）、第一清扫小车（3）及第二清扫小车（4）启停的远程无线遥控控制装置。
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