CN107846185A - 一种太阳追踪光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种太阳追踪光伏发电装置，其旨在解决光伏板表面自动清理的技术问题，其包括安装座、光伏板、追踪组件以及清理组件，清理组件包括清理单元、加水单元和驱动单元，清理单元设置于光伏板迎向太阳的一面上，加水单元设置于光伏板的后侧，驱动单元设置于加水单元的后侧，其通过利用电磁铁的吸力先带动水箱上升对光伏板进行喷水处理，再带动清理辊旋转清理光伏板表面，使清理辊的清理与喷水步骤有效的结合，实现了光伏板表面的快速清理，且对清理后的水进行回收再用，提高水资源利用率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏应用技术领域，具体为一种太阳追踪光伏发电装置。
背景技术
当今世界，能源危机以及环境污染问题越来越引起人们的重视，太阳能作为一种新型可再生能源，由于其环境友好性特点，其利用日益广泛,光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术,主要由太阳电池板组件、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。
光伏发电装置在野外安置后，其表面容易沾染大量的鸟类粪便、灰尘以及固体杂质等，长期不清理的话容易影响装置的使用效果，特别是一些雨水较少的区域，影响更为强烈。
现有的光伏发电装置一般缺乏清理装置，大型的光伏发电板难以使用人工清理,而小型的光伏发电板使用人工清理时清理效率较低。
在专利号为CN206689167U的中国专利中，公开了一种野外光伏发电装置的机动清理装置，采用在光伏发电板的安置架两端连接传动齿轮以通过链条的运动带动清洁条对光伏发电板进行清理，这样能够克服面积较大的光伏发电板不易清理的问题，配合喷头、喷淋支架、水泵和水箱，能够对光伏发电板表面进行预冲洗，这样能够有效提高清洁效率。
但是，在使用过程中，清洁条于喷头之间的喷射出的水未形成有效的配合，造成水资源的大量浪费，且结构复杂，使用的水无法进行回收再利用。
发明内容
针对以上问题，本发明提供了一种太阳追踪光伏发电装置，通过利用电磁铁的吸力先带动水箱上升对光伏板进行喷水处理，再带动清理辊旋转清理光伏板表面，使清理辊的清理与喷水步骤有效的结合，解决了光伏板表面自动清理的技术问题，实现了光伏板表面的快速清理，且对清理后的水进行回收再用，提高水资源利用率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太阳追踪光伏发电装置，包括：
安装座，所述安装座的顶部中心处对称设置有轴承座；
光伏板，所述光伏板的背向太阳的一面设置有支架，该支架的两端转动设置于所述轴承座上；
追踪组件，所述追踪组件设置于所述光伏板的下方，其包括液体箱,所述液体箱通过连接绳与所述支架的末端连接，该连接绳与所述安装座的绕设处设置有第一定滑轮；以及
清理组件，所述清理组件包括清理单元、加水单元和驱动单元，所述清理单元设置于所述光伏板迎向太阳的一面上，所述加水单元设置于所述光伏板的后侧，所述驱动单元设置于所述加水单元的后侧。
作为改进，所述追踪组件还包括：
连接弹簧，所述连接弹簧设置于所述光伏板的下方，其位于所述液体箱的前侧，且其两端分别连接所述支架的末端与安装座。
作为改进，所述液体箱的顶部与底部分别设置有第一电动阀门与第二电动阀门，该第一电动阀门与第二电动阀门均与所述光伏板连接的储能电池电连接。
作为改进，所述清理单元包括：
清理辊，所述清理辊水平滚动设置于所述光伏板面向太阳光的一面上，其两端通过第二连接绳与所述驱动单元连接，且其两端设置有限位块；以及
滚动组，所述滚动组对称设置于所述清理辊的两端。
作为改进，所述滚动组包括：
槽钢，所述槽钢对称设置于所述光伏板的两侧，且所述清理辊的两端的限位块滑动设置于该槽钢内；
第一齿轮，所述第一齿轮对称套设于所述清理辊的两端；以及
第一齿条，所述第一齿条对称设置于所述光伏板的两侧，其与所述第一齿轮对应配合。
作为改进，所述加水单元包括：
水槽，所述水槽设置于所述液体箱的后侧，其与所述液体箱通过管道连通；
水箱，所述水箱的两侧设置有动滑轮，该动滑轮架设在所述第二连接绳上；
限位翻转组，所述限位翻转组设置于所述水箱的两侧；以及
喷水槽，所述喷水槽设置于所述液体箱的上方，其末端与所述水槽固定连接，且其喷水口正对所述光伏板设置。
作为改进，所述限位翻转组包括：
限位立柱，所述对称竖直设置于所述水箱的两端，其末端与所述水槽的底部固定连接，且其上设置有限位槽，所述水箱沿所述限位槽上下移动；
第二齿轮，所述第二齿轮对称设置于所述水箱的两侧，其位于所述动滑轮的内侧；
第二齿条，所述第二齿条对称设置于所述水箱的两侧，其位于所述限位立柱的顶部，且其与所述第二齿轮对应配合设置。
作为改进，所述驱动单元包括：
第一滑轮架，所述第一滑轮架设置于所述光伏板与所述水槽之间，其上绕设有所述第二连接绳，且其与该第二连接绳的绕设部位设置有第二定滑轮；
第二滑轮架，所述第二滑轮架设置于所述水槽的后侧，其上绕设有所述第二连接绳，且其与该第二连接绳的绕设部位设置有第三定滑轮；
第一配重块，所述第一配重块与所述第二连接绳连接，其吊设与所述第二滑轮架的正下方，且其沿对称设置的光轴滑动；
电磁铁，所述电磁铁设置于所述第一配重块的下方，其两端沿所述光轴上下滑动，且其与所述光伏板连接的储能电池电连接，所述电磁铁的两端对称设置有限位卡组，该限位卡组固定所述电磁铁；以及
第二配重块，所述第二配重块固定设置于所述电磁铁的正下方，其与所述电磁铁之间压缩设置有复位弹簧。
作为改进，所述限位卡组包括：
卡块，所述卡块与所述电磁铁卡合，且其上下端对称设置有第一锲形块；
第二锲形块，所述第二锲形块设置于所述第一配重块的下端面上，其与所述第一锲形块对应配合设置；
导杆，所述导杆滑动设置于U形架上，其上固定设置有所述卡块，且其上套设有压缩弹簧，所述U形架的两端与所述第二滑轮架固定连接。
作为改进，所述水槽的下方设置有集水槽，该集水槽与所述水槽之间设置有回水管道，且该回水管道上设置有回水泵。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过利用光伏板发电后产生的电流使电磁铁产生磁力带动清理辊与水箱上升，水箱将水输送至光伏板的顶端倾倒，清理辊对光伏板表面进行滚动清理，实现光伏板的自动清理；
(2)本发明在设置电磁铁时，利用电磁铁分别对第一配重块与第二配重块进行磁力吸附，实现阶段性的拉动，使水箱上升至最高处后，对光伏板进行喷水处理后，再带动清理辊对光伏板表面进行滚动清理，其清理效果更好；
(3)本发明在设置光伏板时，利用液体箱内液体的量带动光伏板进行旋转，使光伏板追踪太阳进行转动，增加光伏板对太阳能的吸收率，同时液体箱与清理光伏板产生的废水再度被回用到水箱内，节约水资源。
综上所述，本发明具有结构简单，循环利用，易于维修等优点，尤其适用于光伏应用技术领域。
附图说明
图1为本发明正视结构示意图；
图2为本发明剖视结构示意图一；
图3本发明剖视结构示意图二；
图4本发明剖视结构示意图三；
图5为本发明液体箱剖视结构示意图；
图6为本发明清理辊结构示意图；
图7为本发明槽钢结构示意图；
图8为本发明水箱结构示意图；
图9为本发明水箱立体结构示意图；
图10为本发明驱动单元结构示意图；
图11为本发明限位卡组结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
实施例：
如图1、图2、图3与图4所示，一种太阳追踪光伏发电装置，包括：
安装座1，所述安装座1的顶部中心处对称设置有轴承座11；
光伏板2，所述光伏板2的背向太阳的一面设置有支架21，该支架21的两端转动设置于所述轴承座11上；
追踪组件3，所述追踪组件3设置于设置于所述光伏板2的下方，其包括液体箱31,所述液体箱31通过连接绳32与所述支架21的末端连接，该连接绳32 与所述安装座1的绕设处设置有第一定滑轮321；以及
清理组件4，所述清理组件包括清理单元41、加水单元42和驱动单元43，所述清理单元41设置于所述光伏板2迎向太阳的一面上，所述加水单元42设置于所述光伏板2的后侧，所述驱动单元43设置于所述加水单元42的后侧。
如图1所示，作为改进，所述追踪组件3还包括：
连接弹簧33，所述连接弹簧33设置于所述光伏板2的下方，其位于所述液体箱31的前侧，且其两端分别连接所述支架21的末端与安装座1。
如图5所示，其中，所述液体箱31的顶部与底部分别设置有第一电动阀门 311与第二电动阀门312，该第一电动阀门311与第二电动阀门312均与所述光伏板2连接的储能电池电连接。
需要说明的是，第一电动阀门311与第二电动阀门312与光伏板2的储能装置电连接，光伏板2在对太阳能进行吸收时，液体箱31内充满液体，随着时间的流逝，液体箱31内的液体通过打开的第二电动阀门312流出，其质量逐步减小，连接弹簧33收缩，带动光伏板2旋转，光伏板2追踪太阳进行偏转，使光伏板2吸收更多的太阳能，提高光伏板2的发电效率。
进一步说明的是，第二电动阀门312的开合由光敏感应器控制，在太阳升起时，光敏感应器感应到光照，控制第二电动阀门312开启，当太阳落下时，光敏感应器控制第二电动阀门312关闭。
如图1、图2、图6与图7所示，作为一种优选的实施方式，所述清理单元 41包括：
清理辊411，所述清理辊411水平滚动设置于所述光伏板2面向太阳光的一面上，其两端通过第二连接绳44与所述驱动单元43连接，且其两端设置有限位块4111；以及
滚动组412，所述滚动组412对称设置于所述清理辊411的两端。
进一步的，所述滚动组412包括：
槽钢4121，所述槽钢4121对称设置于所述光伏板2的两侧，且所述清理辊 411的两端的限位块4111滑动设置于该槽钢4121内；
第一齿轮4122，所述第一齿轮4122对称套设于所述清理辊411的两端；以及
第一齿条4123，所述第一齿条4123对称设置于所述光伏板2的两侧，其与所述第一齿轮4122对应配合。
需要说明的是，在驱动单元43通过第二连接绳44带动清理辊411沿光伏板 2进行清理时，第一齿轮4122与第一齿条4123配合，使清理辊411发生转动，对光伏板2的表面进行滚动清理。
如图1、图2、图8与图9所示，作为一种优选的实施方式，所述加水单元 42包括：
水槽421，所述水槽421设置于所述液体箱31的后侧，其与所述液体箱31 通过管道313连通；
水箱422，所述水箱422的两侧设置有动滑轮4221，该动滑轮4221架设在所述第二连接绳44上；
限位翻转组423，所述限位翻转组423设置于所述水箱422的两侧；以及
喷水槽424，所述喷水槽424设置于所述液体箱31的上方，其末端与所述水槽421固定连接，且其喷水口4241正对所述光伏板2设置。
进一步说明的是，所述限位翻转组423包括：
限位立柱4231，所述对称竖直设置于所述水箱422的两端，其末端与所述水槽421的底部固定连接，且其上设置有限位槽4232，所述水箱422沿所述限位槽4232上下移动；
第二齿轮4233，所述第二齿轮4233对称设置于所述水箱422的两侧，其位于所述动滑轮4221的内侧；
第二齿条4234，所述第二齿条4234对称设置于所述水箱422的两侧，其位于所述限位立柱4231的顶部，且其与所述第二齿轮4233对应配合设置。
需要说明的是，在驱动单元43通过第二连接绳44带动清理辊411进行清理之前，驱动单元43首先通过第二连接绳44带动水箱422从水槽421内装取一定量的水，在水箱422沿限位槽4232上升至顶端时，第二齿轮4233与第二齿条 4234配合，使水箱422向喷水槽424一侧翻转，将水倒入到喷水槽424内，使水从喷水槽424的喷水口4241处喷向光伏板。
进一步说明的是，先利用喷水槽424对光伏板2进行喷水处理，光伏板2 表面的积灰以及鸟类黏在光伏板2上的粪便被冲刷打湿，再由旋转的清理辊对光伏板2进行滚动清理，能快速的对光伏板2的表面清理干净。
更近一步说明的是，水槽421与液体箱31通过管道313连通，管道313为柔性管道，其和第一电动阀门311连通，第一电动阀门311由光敏感应器控制，在太阳落下时，光敏感应器控制第一电动阀门311打开，水槽421对液体箱31 进行加水，而在太阳升起时，光敏感应器控制第一电动阀门311关闭。
值得注意的是，在清理辊411位于光伏板2的下部时，水箱422与水槽421 的底部仍相差一定的距离，在光伏板2进行旋转时，清理辊411的位置发生变化，第二连接绳44发生松弛，通过水箱422的下降，使第二连接绳44重新绷紧。
如图1、图2、图10与图11所示，作为一种优选的实施方式，所述驱动单元43包括：
第一滑轮架431，所述第一滑轮架431设置于所述光伏板2与所述水槽421 之间，其上绕设有所述第二连接绳44，且其与该第二连接绳44的绕设部位设置有第二定滑轮4311；
第二滑轮架432，所述第二滑轮架432设置于所述水槽421的后侧，其上绕设有所述第二连接绳44，且其与该第二连接绳44的绕设部位设置有第三定滑轮 4321；
第一配重块433，所述第一配重块433与所述第二连接绳44连接，其吊设与所述第二滑轮架432的正下方，且其沿对称设置的光轴434滑动；
电磁铁435，所述电磁铁435设置于所述第一配重块433的下方，其两端沿所述光轴434上下滑动，且其与所述光伏板2连接的储能电池电连接，所述电磁铁435的两端对称设置有限位卡组436，该限位卡组436固定所述电磁铁435；以及
第二配重块437，所述第二配重块437固定设置于所述电磁铁435的正下方，其与所述电磁铁435之间压缩设置有复位弹簧438。
进一步的，所述限位卡组436包括：
卡块4361，所述卡块4361与所述电磁铁435卡合，且其上下端对称设置有第一锲形块4362；
第二锲形块4363，所述第二锲形块4363设置于所述第一配重块433的下端面上，其与所述第一锲形块4362对应配合设置；
导杆4364，所述导杆4364滑动设置于U形架4367上，其上固定设置有所述卡块4361，且其上套设有压缩弹簧4368，所述U形架4367的两端与所述第二滑轮架432固定连接。
需要说明的是，电磁铁435与光伏板2的储能装置电连接，且其电路上设置有时间继电装置，在与电磁铁435点连接的光敏感应器感应到天亮后，时间继电装置闭合，光伏板2的储能装置对电磁铁435通电后，首先吸附第一配重块433 下落，第一配重块433通过第二连接绳44带动水箱422上升，对光伏板2进行喷刷冲洗，之后电磁铁435带动第一配重块433继续下落，与第二配重块吸附在一起，此时，一配重块433通过第二连接绳44带动清理辊411上升，清理辊411 对光伏板2的表面进行滚动清理，在完成清理工作后，对时间继电装置设定的时间到达，电磁铁435进行断电，清理辊411与水箱422回复到初始位置。
进一步说明的是，初始时，电磁铁435由限位卡组436对其进行固定，之后在第一配重块433下落与电磁铁435组合在一起时，第一锲形块4362与第二锲形块4363配合，使卡块4361向一侧移动，电磁铁435脱离限位卡组436的固定，电磁铁435向下吸附第二配重块437。
值得注意的是，第一配重块433与第二配重块437均为磁性材料制作。
如图2所示，作为一种优选的实施方式，所述水槽421的下方设置有集水槽 5，该集水槽5与所述水槽421之间设置有回水管道51，且该回水管道51上设置有回水泵52。
需要说明的是，集水槽5对液体箱31与冲刷光伏板2的废水进行收集，收集后的废水，通过回水泵52沿回水管道51回复到水槽421内重复进行循环使用。
工作过程：
在太阳升起时，电磁铁435通电后，首先吸附第一配重块433下落，第一配重块433通过第二连接绳44带动水箱422上升，对光伏板2进行喷刷冲洗，之后电磁铁435带动第一配重块433继续下落，与第二配重块吸附在一起，此时，一配重块433通过第二连接绳44带动清理辊411上升，清理辊411对光伏板2 的表面进行滚动清理，在完成清理工作后，对电磁铁435进行断电，清理辊411 与水箱422回复到初始位置，与此同时，液体箱31内的液体通过打开的第二电动阀门312流出，其质量逐步减小，连接弹簧33收缩，带动光伏板2旋转，光伏板2追踪太阳进行偏转，使光伏板2吸收更多的太阳能，提高光伏板2的发电效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，包括：
安装座(1)，所述安装座(1)的顶部中心处对称设置有轴承座(11)；
光伏板(2)，所述光伏板(2)的背向太阳的一面设置有支架(21)，该支架(21)的两端转动设置于所述轴承座(11)上；
追踪组件(3)，所述追踪组件(3)设置于所述光伏板(2)的下方，其包括液体箱(31),所述液体箱(31)通过连接绳(32)与所述支架(21)的末端连接，该连接绳(32)与所述安装座(1)的绕设处设置有第一定滑轮(321)；以及
清理组件(4)，所述清理组件包括清理单元(41)、加水单元(42)和驱动单元(43)，所述清理单元(41)设置于所述光伏板(2)迎向太阳的一面上，所述加水单元(42)设置于所述光伏板(2)的后侧，所述驱动单元(43)设置于所述加水单元(42)的后侧。
2.根据权利要求1所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述追踪组件(3)还包括：
连接弹簧(33)，所述连接弹簧(33)设置于所述光伏板(2)的下方，其位于所述液体箱(31)的前侧，且其两端分别连接所述支架(21)的末端与安装座(1)。
3.根据权利要求1所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述液体箱(31)的顶部与底部分别设置有第一电动阀门(311)与第二电动阀门(312)，该第一电动阀门(311)与第二电动阀门(312)均与所述光伏板(2)连接的储能电池电连接。
4.根据权利要求1所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述清理单元(41)包括：
清理辊(411)，所述清理辊(411)水平滚动设置于所述光伏板(2)面向太阳光的一面上，其两端通过第二连接绳(44)与所述驱动单元(43)连接，且其两端设置有限位块(4111)；以及
滚动组(412)，所述滚动组(412)对称设置于所述清理辊(411)的两端。
5.根据权利要求4所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述滚动组(412)包括：
槽钢(4121)，所述槽钢(4121)对称设置于所述光伏板(2)的两侧，且所述清理辊(411)的两端的限位块(4111)滑动设置于该槽钢(4121)内；
第一齿轮(4122)，所述第一齿轮(4122)对称套设于所述清理辊(411)的两端；以及
第一齿条(4123)，所述第一齿条(4123)对称设置于所述光伏板(2)的两侧，其与所述第一齿轮(4122)对应配合。
6.根据权利要求4所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述加水单元(42)包括：
水槽(421)，所述水槽(421)设置于所述液体箱(31)的后侧，其与所述液体箱(31)通过管道(313)连通；
水箱(422)，所述水箱(422)的两侧设置有动滑轮(4221)，该动滑轮(4221)架设在所述第二连接绳(44)上；
限位翻转组(423)，所述限位翻转组(423)设置于所述水箱(422)的两侧；以及
喷水槽(424)，所述喷水槽(424)设置于所述液体箱(31)的上方，其末端与所述水槽(421)固定连接，且其喷水口(4241)正对所述光伏板(2)设置。
7.根据权利要求6所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述限位翻转组(423)包括：
限位立柱(4231)，所述对称竖直设置于所述水箱(422)的两端，其末端与所述水槽(421)的底部固定连接，且其上设置有限位槽(4232)，所述水箱(422)沿所述限位槽(4232)上下移动；
第二齿轮(4233)，所述第二齿轮(4233)对称设置于所述水箱(422)的两侧，其位于所述动滑轮(4221)的内侧；
第二齿条(4234)，所述第二齿条(4234)对称设置于所述水箱(422)的两侧，其位于所述限位立柱(4231)的顶部，且其与所述第二齿轮(4233)对应配合设置。
8.根据权利要求6所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述驱动单元(43)包括：
第一滑轮架(431)，所述第一滑轮架(431)设置于所述光伏板(2)与所述水槽(421)之间，其上绕设有所述第二连接绳(44)，且其与该第二连接绳(44)的绕设部位设置有第二定滑轮(4311)；
第二滑轮架(432)，所述第二滑轮架(432)设置于所述水槽(421)的后侧，其上绕设有所述第二连接绳(44)，且其与该第二连接绳(44)的绕设部位设置有第三定滑轮(4321)；
第一配重块(433)，所述第一配重块(433)与所述第二连接绳(44)连接，其吊设与所述第二滑轮架(432)的正下方，且其沿对称设置的光轴(434)滑动；
电磁铁(435)，所述电磁铁(435)设置于所述第一配重块(433)的下方，其两端沿所述光轴(434)上下滑动，且其与所述光伏板(2)连接的储能电池电连接，所述电磁铁(435)的两端对称设置有限位卡组(436)，该限位卡组(436)固定所述电磁铁(435)；以及
第二配重块(437)，所述第二配重块(437)固定设置于所述电磁铁(435)的正下方，其与所述电磁铁(435)之间压缩设置有复位弹簧(438)。
9.根据权利要求8所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述限位卡组(436)包括：
卡块(4361)，所述卡块(4361)与所述电磁铁(435)卡合，且其上下端对称设置有第一锲形块(4362)；
第二锲形块(4363)，所述第二锲形块(4363)设置于所述第一配重块(433)的下端面上，其与所述第一锲形块(4362)对应配合设置；
导杆(4364)，所述导杆(4364)滑动设置于U形架(4367)上，其上固定设置有所述卡块(4361)，且其上套设有压缩弹簧(4368)，所述U形架(4367)的两端与所述第二滑轮架(432)固定连接。
10.根据权利要求6所述的一种太阳追踪光伏发电装置，其特征在于，所述水槽(421)的下方设置有集水槽(5)，该集水槽(5)与所述水槽(421)之间设置有回水管道(51)，且该回水管道(51)上设置有回水泵(52)。
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