CN105689313A - 光伏电站电池组件自动清洗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏电站电池组件自动清洗系统，包括清水供应组件、连接清水供应组件的供水管、集水组件和连接集水组件的污水搜集组件，供水管出口设在光伏组串的上方用于对光伏组串进行冲洗，集水组件设在光伏组串的下方对冲洗后的污水进行汇集，并引导至污水搜集组件，污水搜集组件对污水进行搜集并净化后导入清水供应组件二次利用。本发明通过利用“喷淋”原理，在冬季白天及非冬季光伏组件停止发电期间，连续不断对组件表面浮灰污垢进行冲洗，并将清洗后的污水进行收集，再将汇集的污水自流方式汇集到污水沉淀池进行沉淀，沉淀后的清水流入清水池循环使用，自动化程度高，提高了水资源利用率以及电站电池组件的清洗效率，并降低了电站运营成本。
Description
技术领域
本发明涉及水利水电领域，尤其涉及一种光伏电站电池组件自动清洗系统。
背景技术
为响应国家大力发展清洁绿色能源，节能减排、降低空气污染，大型并网光伏电站不断建设为此做出了不小的贡献。目前大型光伏电站电池主要有两种清洗方法，一是靠水车，人工用水管冲洗，比较费水；二是人工用拖布粘水清洗，相对比较省水。
但两种方法均靠人工完成，费时费力，效率低下，浪费水资源十分严重，每年几十、上百甚至几百万元的清洗费用也增加了光伏电站不少的运营成本。此外，有限光伏电站地形起伏较大，加上很大一部分光伏电站场地未平，清洗车俩无法进入子阵进行清洗。此外，人工一般安排在白天，这样清洗过程中会对电池组件造成阴影，影响电池组件的正常发电。还有靠水车，人工用水管冲洗方法，冲洗后的水白白流入地表造成浪费，没有进行回收循环使用，造成用水量很大。目前国家也对地下水资源开采逐步进行了限制，因此靠水车，人工用水管冲洗，用水量不受节制的方法不久将会受到限制。因此亟待需要发明建设一套光伏电站电池组件清洗系统，提高水资源利用率，提高电站电池组件的清洗效率和降低电站运营成本。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足，本发明提供了一种提高清洗效率、减少人工及劳动强度、减少水资源的浪费、降低电站运营成本的光伏电站电池组件自动清洗系统。
为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种光伏电站电池组件自动清洗系统，包括清水供应组件、连接所述清水供应组件的供水管、集水组件和连接所述集水组件的污水搜集组件，所述供水管出口设在光伏组串的上方用于对光伏组串进行冲洗，所述集水组件用于设在光伏组串的下方对冲洗后的污水进行汇集，并引导至所述污水搜集组件，所述污水搜集组件用于对污水进行搜集并净化后导入所述清水供应组件二次利用。
优选地，所述集水组件包括设于多个所述光伏组串下方的集水槽和连接所述集水槽的排水管，所述排水管连接至所述污水搜集组件。
优选地，所述集水槽朝设有所述排水管的部位倾斜。
优选地，所述污水搜集组件包括污水沉淀池，所述污水沉淀池的底壁包括第一倾斜壁。
优选地，所述清水供应组件包括清水池，所述清水池与所述污水沉淀池相邻设置，所述污水沉淀池溢出的水流入所述清水池内。
优选地，所述清水池的底部朝向插设供水管的部位倾斜。
优选地，所述污水搜集组件还包括连接至所述污水沉淀池底部的所述第一倾斜壁旁的泥浆泵。
优选地，所述供水管包括伸入所述清水供应组件的供水母管和连接所述供水母管的多个供水支管，每个所述供水支管连接有多个喷管；所述排水管包括伸入所述污水搜集组件的排水母管和连接所述排水母管的多个排水支管，每个所述供水支管连接至一个子阵的光伏组串，每个所述排水母管连接至一个所述集水槽。
优选地，所述的光伏电站电池组件自动清洗系统还包括子阵电磁阀和组串电磁阀，每个所述供水支管上设有一个子阵电磁阀，每个所述喷管上设有一个组串电磁阀。
本发明通过利用“喷淋”原理，在冬季白天及非冬季光伏组件停止发电期间，连续不断对组件表面浮灰污垢进行冲洗，并将清洗后的污水进行收集，再将汇集的污水自流方式汇集到污水沉淀池进行沉淀，沉淀后的清水流入清水池循环使用，自动化程度高，提高了水资源利用率以及电站电池组件的清洗效率，并降低了电站运营成本。
附图说明
图1为本发明优选实施例的光伏电站电池组件自动清洗系统的部分结构示意图。
图2为本发明优选实施例的光伏电站电池组件自动清洗系统原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅图1和图2，本发明的光伏电站电池组件自动清洗系统用于对光伏电站电池组件进行自动清洗，包括清水供应组件10、连接清水供应组件10的供水管、集水组件20和连接集水组件20的污水搜集组件30，供水管出口设在光伏组串100的上方用于对光伏组串100进行冲洗，集水组件20用于设在光伏组串的下方对冲洗后的污水进行汇集，并引导至污水搜集组件30，污水搜集组件30用于对污水进行搜集并净化后导入清水供应组件10二次利用。
供水管包括伸入清水供应组件10的供水母管1和连接供水母管1的多个供水支管1a，每个供水支管1a连接有多个具有喷淋头的喷管1b，优选喷管1b及喷淋头采用不生锈、耐风吹日晒不易老化的材料。其中，清水供应组件10包括清水池11、用于朝清水池11供应清水的水源泵M1以及用于朝供水管输送清水的清水泵M2。优选地，清水池11的底部朝向插设供水母管1的部位倾斜，以便吸水口位于清水池11的最低位，对清水进行抽离。清水供应组件10供应的清水经供水母管1输送至各个光伏组串子阵的供水支管1a，然后经各个供水支管1a输送至各个喷管1b对相应的光伏组串100进行喷淋清洗。
集水组件20包括设于多个光伏组串100下方的集水槽21和连接集水槽21的排水管，排水管包括伸入污水搜集组件30的排水母管2和连接排水母管2的多个排水支管2a。每个集水槽21对应一个子阵的所有光伏组串100，安装于喷管1b的斜下方，多个喷管1b喷淋出清水沿着光伏组串100流出并清洗后成为污水，流出至下方的集水槽21，再经排水支管2a和排水母管2后汇入污水搜集组件30。优选地，为了保证排水顺畅，各光伏组串100的出水边下方的集水槽21安装时，集水槽21朝设有排水管的部位倾斜，倾斜角度约为1～2°，方便水顺势向排水支管2a汇集。另外，排水支管2a安装时也顺水流方向略向下低1～2°，保证排水顺畅，管路不存积水。
污水搜集组件30包括污水沉淀池31和连接至污水沉淀池31底部的泥浆泵M3，污水沉淀池31的底壁包括第一倾斜壁31S，泥浆泵M3安装在第一倾斜壁31S旁，以便吸水口位于沉淀物集中的部位，对泥浆进行抽离。清水池11与污水沉淀池31相邻设置，污水沉淀池31与清水池11中间形成一堵隔墙，污水沉淀池31溢出的水流入清水池11内。水池设在光伏电站地势位置最低的部位，以便将各子阵组串清洗完后的污水顺地势靠重力自流通过排水母管2汇集到污水沉淀池31。
每个供水支管1a连接至一个子阵的所有光伏组串100，每个排水母管2连接至一个集水槽21。
由于大型并网光伏电站面积巨大，为实现自动控制，提高作业效率，可按子阵分批清洗，利用电磁阀(或电动阀)控制各个清洗区域的进水，利用PLC控制电磁阀(或电动阀)实现分片分区域自动逐步清洗。具体地，光伏电站电池组件自动清洗系统还包括子阵电磁阀K1和组串电磁阀K2，每个供水支管1a上设有一个子阵电磁阀K1，每个喷管1b上设有一个组串电磁阀K2。组串电磁阀K2用于控制单个光伏组串100的清洗状态，子阵电磁阀K1用于控制多个组串电磁阀K2工作状态，以控制一个子阵内所有的光伏组串100的清洗状态。
进一步地，考虑到保温设计，使系统冬季也能发挥作用，供水管和排水管外层优选加装保温层，并为水池建水泵房，以对水泵及水池进行保温处理，使水泵动力盘及控制系统可安装在室内，这样冬季白天也可以控制系统对组件进行清洗。
为进一步地保证排水顺畅、停泵后管路无存水，清水泵M2上方还设有放空电动阀K3。冬季停泵后，将清水泵M2上方的放空电动阀K3开启以排除管路存水，系统存水可以满足冬季白天使用。清水池体积设计应该至少为所有供水管网存水体积的1.5至2倍；污水沉淀池体积与清水池体积相当，考虑漏水、蒸发等损失，污水池体积按0.95清水池体积计算。
为了实现自动分片分区域清洗，本发明采用PLC控制，分时段轮流开启子阵电磁阀，再以组串电磁阀配合，对子阵内的各电池组串进行清洗，并可根据水泵流量及喷淋水压，用PLC控制组同时开启组串电磁阀的个数，最终做到水量充足，水压适宜。实现一个子阵内十几个甚至几十个组串同时清洗。当一个子阵清洗完，利用PLC对子阵电磁阀的控制切换到下一个子阵清洗，逐步完成全站电池组件表面的清洗工作。例如，如果15分钟清洗1个子阵，一天允许清洗时间按19小时计算，200MWp光伏电站3天之内就可以完成全部清洗任务，清洗方便快捷，节水效果明显，降低了电站运营成本。
本发明通过利用“喷淋”原理，在冬季白天及非冬季光伏组件停止发电期间，连续不断对组件表面浮灰污垢进行冲洗，并将清洗后的污水进行收集，再将汇集的污水自流方式汇集到污水沉淀池进行沉淀，沉淀后的清水流入清水池循环使用，自动化程度高，提高了水资源利用率以及电站电池组件的清洗效率，并降低了电站运营成本。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (9)
1.一种光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，包括清水供应组件(10)、连接所述清水供应组件(10)的供水管、集水组件(20)和连接所述集水组件(20)的污水搜集组件(30)，所述供水管出口设在光伏组串(100)的上方用于对光伏组串(100)进行冲洗，所述集水组件(20)用于设在光伏组串的下方对冲洗后的污水进行汇集，并引导至所述污水搜集组件(30)，所述污水搜集组件(30)用于对污水进行搜集并净化后导入所述清水供应组件(10)二次利用。
2.根据权利要求1所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，所述集水组件(20)包括设于多个所述光伏组串(100)下方的集水槽(21)和连接所述集水槽(21)的排水管，所述排水管连接至所述污水搜集组件(30)。
3.根据权利要求2所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，所述集水槽(21)朝设有所述排水管的部位倾斜。
4.根据权利要求2所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，所述污水搜集组件(30)包括污水沉淀池(31)，所述污水沉淀池(31)的底壁包括第一倾斜壁(31S)。
5.根据权利要求4所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，所述清水供应组件(10)包括清水池(11)，所述清水池(11)与所述污水沉淀池(31)相邻设置，所述污水沉淀池(31)溢出的水流入所述清水池(11)内。
6.根据权利要求5所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，所述清水池(11)的底部朝向插设供水管的部位倾斜。
7.根据权利要求4所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，所述污水搜集组件(30)还包括连接至所述污水沉淀池(31)底部的所述第一倾斜壁(31S)旁的泥浆泵(M3)。
8.根据权利要求2-7任一所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，所述供水管包括伸入所述清水供应组件(10)的供水母管(1)和连接所述供水母管(1)的多个供水支管(1a)，每个所述供水支管(1a)连接有多个喷管(1b)；所述排水管包括伸入所述污水搜集组件(30)的排水母管(2)和连接所述排水母管(2)的多个排水支管(2a)，每个所述供水支管(1a)连接至一个子阵的光伏组串(100)，每个所述排水母管(2)连接至一个所述集水槽(21)。
9.根据权利要求8所述的光伏电站电池组件自动清洗系统，其特征在于，还包括子阵电磁阀(K1)和组串电磁阀(K2)，每个所述供水支管(1a)上设有一个子阵电磁阀(K1)，每个所述喷管(1b)上设有一个组串电磁阀(K2)。
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