CN109462372A - 一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置 - Google Patents
一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于太阳能灯具技术领域且公开了一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，清扫装置包括太阳能板，太阳能板的上部设有太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C，所述太阳能板的两侧固定有边型材A；其中一个边型材A的上部固定有挡帘和开关支板。本发明通过两种方式对太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C的输出电流和电压通过算法判定工作状态，当判断到太阳能板面有飞鸟落下时，启动驱鸟蜂鸣器，当判断到太阳能电池板的上部出现灰尘、异物或者雨雪时，则启动直流步进电机工作，以至于带动毛刷工作，清扫灰尘、异物及雨雪，便于用户对装置的维护。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，属于太阳能光伏发电技术领域。
背景技术
太阳能，是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。在现代一般用作发电或者为热水器、照明等用电设施提供能源。
现有的太阳能光伏发电板在使用时已经可以满足基本要求，技术也日益成熟，但是在实际使用中，表面会随着时间的推移积累灰尘，或者在特殊气候条件下积累雨雪时，缺少自动清扫设备的装置，无法因地制宜的处理，导致太阳能板无法发电，其次在自动化的清理的过程中，由于非专业清理工具的差异，极易造成太阳能电池板的表面磨损，降低使用寿命。特别是在路灯或者大范围的光伏发电厂等户外实用场景中，光伏发电板表面还有可能会落有飞鸟等生物导致影响光伏发电的实际发电效果，特别在下雨光伏发电板表面产生积水的时候，如果不进行主动处理，单靠积水的自然挥发，长时间有可能造成太阳能发电板表面的侵蚀，造成电气电路部分的损坏。这些都是实际存在也急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，通过设置太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C，当检测到太阳能光伏发电板表面有可能落有飞鸟时，启动驱鸟蜂鸣器驱赶飞鸟；当检测到当太阳能光伏发电板的上部积累灰尘影响到发电效果或者检测到太阳能光伏发电板表面有雨水积累时，则启动直流步进电机工作，以至于带动毛刷工作，清扫灰尘和雨水；以实现自动化智能化的光伏发电板的维护过程。同时，由于设置毛刷和橡胶的复合结构，不会对太阳能光伏发电板表面产生伤害，灰尘清扫和雨水清洁的效果更佳，可以有效解决背景技术中的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，包括太阳能板，太阳能板的上部设有太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C，所述太阳能板的两侧固定有边型材；其中一个边型材的上部固定有挡帘，边型材的顶部和底部分别设置有开关支板，两个开关支板的上部分别设有限位传感器，边型材的内部为中空结构，其中一个边型材的内部设有丝杆，丝杆的上部设有丝杆支撑块，丝杆支撑块通过轴承与丝杆连接，轴承的一侧设有丝杆滑块，丝杆滑块的一侧设有丝杆螺母座，丝杆螺母座通过螺丝与毛刷立板连接，毛刷立板通过螺丝与毛刷连接，丝杆的一端与联轴器连接，联轴器的一侧设有电机安装板，联轴器与步进电机连接，电机安装板的一侧设有步进电机，电机安装板通过螺丝与步进电机连接；另一个边型材的内部设有导向轴，导向轴的上部设有固定块，固定块的一侧设有滑块，滑块通过螺丝与该侧的毛刷立板连接，导向轴的一端与固定块连接；太阳能板的底部设有灯板，灯板的表面固定有蜂鸣器；太阳能板的表面下侧设有雨水感应装置。
进一步的，还包括封板，封板设置在固定块的一侧，并与步进电机连接。
进一步的，所述限位传感器设有两个。
进一步的，蜂鸣器设置在灯板的表面，太阳能板内部的主控电路和 MCU通过分别对太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C光伏发电板的输出电压和输出电流的分别监测，通过比对算法的方式来判断光伏发电板的状态。
进一步的，太阳能光伏发电板的驱鸟装置，所述的比对算法方式为：
比对算法方式：采用智能监测数据比对算法，当发现太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C其中的一个或者某几个模块的输出数值与其他的模块不同，则启动驱鸟蜂鸣器和除尘清扫装置清理光伏发电板面。
进一步的，在启动蜂鸣器和除尘清扫装置前，增加了延迟等待算法，当比对算法触发时，启动主控程序的延迟定时器，在5分钟的时间内，每 30秒钟重复检测一次，当检测到光伏发电模块恢复正常数值时，重置延迟定时器，并回复正常状态；当次检测数据全部为异常时，启动蜂鸣器和除尘清扫装置；
在启动蜂鸣器15秒后，再次通过比对算法检测太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C的状态，如果检测参数恢复正常，则不启动除尘清扫装置；如果检测参数仍为异常，则启动除尘清扫装置；
在启动除尘清扫装置时，同时启动电机电流检测程序，当发现电机输出电流过大，判断有可能出现电机卡死或者运动部件故障问题，则通过主控程序向驱动电机反向输出电流，使电机翻转，带动毛刷反向运动，待毛刷反向运动到初始位置后，再次将电流反向输出，使毛刷重新正向运动；
电机驱动结构中，在电机导向丝杆的电机端和丝杆顶端，装有定位传感器，当运动模块运动丝杆顶端位置并触发传感器后，主控电路驱动电机翻转，使运动模块反方向运动，当运动模块回到电机位置并触发传感器后，主控电路判断运动模块回到零位，停止运动动作，停止电机的电流电压输出。
毛刷立板与毛刷通过螺丝连接，在毛刷立板的螺丝连接开孔处设置有可调节毛刷的定位高度的长椭圆形螺丝固定开孔，可以通过上下调节螺丝定位的高度来调整毛刷的高低位置，以实现更好的灰尘清理效果，所述的毛刷，该毛刷采用了复合结构，由纤维毛刷和橡胶刷两部分构成，以确保清理太阳能板表面淤积杂物的效果。
在下雨的情况下，当雨水量达到一定的阈值，通过该装置触发系统启动除尘清扫装置，通过毛刷的橡胶刷清理太阳能板表面的积水，以起到保护太阳能组件的电气性能不受雨水侵蚀伤害。
本发明所达到的有益效果是：通过设置太阳能组件A、太阳能组件B 以及太阳能组件C，当太阳能光伏板有飞鸟落下时，启动驱鸟装置，驱赶飞鸟。当太阳能光伏板的上部出现灰尘和积水时，则启动直流步进电机工作，以至于带动毛刷工作，清扫灰尘，清洁积水，便于用户对装置的维护，同时，由于设置毛刷，不会对太阳能电池板产生伤害，清扫效果更佳。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明实施例所述的一种太阳能光伏发电板清扫、除水和驱鸟装置整体结构示意图；
图2是本发明实施例所述的太阳能光伏发电板的清扫、除水和驱鸟的检测方式原理图；
图3是本发明实施例所述的一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置运行主控电路逻辑示意图；
图中标号：1、太阳能组件A；2、太阳能组件B；3、太阳能组件C； 4、太阳能板；5、边型材A；6、步进电机减速机；7、导向轴；8、固定块；9、滑块；10、毛刷；11、丝杆滑块；12、丝杆滑块；13、丝杆螺母座；14、毛刷立板；15、挡帘；16、电机安装板；17、封板；18、灯板； 19、联轴器；20、丝杆支撑块；21、限位传感器；22、开关支板；23、蜂鸣器；24、轴承，25、雨水感应装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：请参阅图1-3，本发明一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，包括太阳能板4，太阳能板4的上部设有太阳能组件A1、太阳能组件B2以及太阳能组件C3，所述太阳能板4的两侧固定有边型材A5；其中一个边型材A5的上部固定有挡帘15和开关支板22，开关支板22的上部设有限位传感器，边型材A5的内部为中空结构，其中一个边型材A5的内部设有丝杆11，丝杆11的上部设有丝杆支撑块20，丝杆支撑块20的一侧设有轴承24，轴承24的一侧设有丝杆滑块12，丝杆滑块12的一侧设有毛刷立板14，毛刷立板14的一侧设有丝杆螺母座 13，丝杆11的一端与联轴器19连接，联轴器19的一侧与电机安装板16 连接，电机安装板16的一侧设有步进电机减速机6；另一个边型材A5的内部设有导向轴7，导向轴7的上部设有固定块8，固定块8的一侧设有滑块9，滑块9的上部设有毛刷10，毛刷10的一端设置在毛刷立板14的上部，导向轴7的一端与固定块8连接；太阳能板4的底部设有灯板18，灯板18的下部固定有蜂鸣器23；太阳能板4的表面有雨水感应装置 25。
进一步的，还包括封板17，封板17设置在固定块8的一侧，并与步进电机减速机6连接。
进一步的，所述限位传感器设有两个。
进一步的，所述雨水感应装置设有两个。
太阳能光伏发电板清扫装置上部的驱鸟装置，蜂鸣器23设置在灯板 18的表面，太阳能板4内部的主控电路和MCU通过分别对太阳能组件 A1、太阳能组件B2以及太阳能组件C3光伏发电板的输出电压和输出电流的分别监测，通过比对算法的方式来判断光伏发电板的状态。
太阳能光伏发电板的驱鸟装置，所述的比对算法为：
采用智能监测数据比对算法，当发现太阳能组件A1、太阳能组件B2 以及太阳能组件C3其中的一个或者某几个模块的输出数值与其他的模块不同，则驱鸟蜂鸣器和除尘清扫装置清理光伏发电板面。
太阳能光伏发电板的驱鸟装置，在启动蜂鸣器和除尘清扫装置前，增加了延迟等待算法，当比对算法触发时，启动主控程序的延迟定时器，在 5分钟的时间内，每30秒钟重复检测一次，当检测到光伏发电模块恢复正常数值时，重置延迟定时器，当6次检测数据全部为异常时，启动蜂鸣器和除尘清扫装置；
在启动蜂鸣器15秒后，再次通过比对算法检测太阳能组件A1、太阳能组件B2以及太阳能组件C3的状态，如果检测参数恢复正常，则不启动除尘清扫装置；如果检测参数仍为异常，则启动除尘清扫装置；
当雨水感应装置检测到太阳能板表面有积水时，启动除尘清扫装置，清理太阳能表面的积水。
在启动除尘清扫装置时，同时启动电机电流检测程序，当发现电机输出电流过大，判断有可能出现电机卡死或者运动部件故障问题，则通过主控程序向驱动电机反向输出电流，使电机翻转，带动毛刷反向运动，待毛刷反向运动到初始位置后，再次将电流反向输出，使毛刷重新正向运动；
在电机导向丝杆的电机端和丝杆顶端，装有定位传感器，当运动模块运动丝杆顶端位置并触发传感器后，主控电路驱动电机翻转，使运动模块反方向运动，当运动模块回到电机位置并触发传感器后，主控电路判断运动模块回到零位，停止运动动作，停止电机的电流电压输出。
需要说明的是，本发明为一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，使用时，通过设置太阳能组件A、太阳能组件B以及太阳能组件C，具体实施时并不限于只采用3组组件的方式，也可以采用多组太阳能组件的方式，比对算法的原理和运行方式是一致的。
需要说明的是，本发明的比对算法和延迟算法的参数设定条件是可以根据实际情况进行调整的，包含但不限于本专利所给出的参考设定值。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，其特征在于：包括太阳能板(4)，太阳能板(4)的上部设有太阳能组件A(1)、太阳能组件B(2)以及太阳能组件C(3)，所述太阳能板(4)的两侧固定有边型材(5)；其中一个边型材(5)的上部固定有挡帘(15)，边型材(5)的顶部和底部分别设置有开关支板(22)，两个开关支板(22)的上部分别设有限位传感器(21)，边型材(5)的内部为中空结构，其中一个边型材(5)的内部设有丝杆(11)，丝杆(11)的上部设有丝杆支撑块(20)，丝杆支撑块(20)通过轴承(24)与丝杆连接，轴承(24)的一侧设有丝杆滑块(12)，丝杆滑块(12)的一侧设有丝杆螺母座(13)，丝杆螺母座(13)通过螺丝与毛刷立板(14)连接，毛刷立板(14)通过螺丝与毛刷(10)连接，丝杆(11)的一端与联轴器(19)连接，联轴器(19)的一侧设有电机安装板(16)，联轴器(19)与步进电机(16)连接，电机安装板(16)的一侧设有步进电机(6)，电机安装板(16)通过螺丝与步进电机(6)连接；另一个边型材(5)的内部设有导向轴(7)，导向轴(7)的上部设有固定块(8)，固定块(8)的一侧设有滑块(9)，滑块(9)通过螺丝与该侧的毛刷立板连接，导向轴(7)的一端与固定块(8)连接；太阳能板(4)的底部设有灯板(18)，灯板(18)的表面固定有蜂鸣器(23)；太阳能板(4)的表面下侧设有雨水感应装置(25)。
2.根据权利要求1所述的一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，其特征在于：还包括封板(17)，封板(17)设置在固定块(8)的一侧，并与步进电机(6)连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，其特征在于：所述限位传感器(21)设有两个。
4.根据权利要求1所述的一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，其特征在于：蜂鸣器(23)设置在灯板(18)的表面，太阳能板(4)内部的主控电路和MCU通过分别对太阳能组件A(1)、太阳能组件B(2)以及太阳能组件C(3)光伏发电板的输出电压和输出电流的分别监测，通过比对算法的方式来判断光伏发电板的状态。
5.根据权利要求4所述的一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，其特征在于：所述的比对算法方式为：
比对算法方式：采用智能监测数据比对算法，当发现太阳能组件A(1)、太阳能组件B(2)以及太阳能组件C(3)其中的一个或者某几个模块的输出数值与其他的模块不同，则启动驱鸟蜂鸣器和除尘清扫装置清理光伏发电板面。
6.根据权利要求4所述的一一种应用于光伏发电板的除尘、除雨雪和驱鸟的智能装置，其特征在于：在启动蜂鸣器和除尘清扫装置前，增加了延迟等待算法，当比对算法触发时，启动主控程序的延迟定时器，在5分钟的时间内，每30秒钟重复检测一次，当检测到光伏发电模块恢复正常数值时，重置延迟定时器，并回复正常状态；当6次检测数据全部为异常时，启动蜂鸣器和除尘清扫装置；
在启动蜂鸣器15秒后，再次通过比对算法检测太阳能组件A(1)、太阳能组件B(2)以及太阳能组件C(3)的状态，如果检测参数恢复正常，则不启动除尘清扫装置；如果检测参数仍为异常，则启动除尘清扫装置；
在启动除尘清扫装置时，同时启动电机电流检测程序，当发现电机输出电流过大，判断有可能出现电机卡死或者运动部件故障问题，则通过主控程序向驱动电机反向输出电流，使电机反转，带动毛刷反向运动，待毛刷反向运动到初始位置后，再次将电流反向输出，使毛刷重新正向运动；
电机驱动结构中，在电机导向丝杆的电机端和丝杆顶端，装有定位传感器，当运动模块运动丝杆顶端位置并触发传感器后，主控电路驱动电机反转，使运动模块反方向运动，当运动模块回到电机位置并触发传感器后，主控电路判断运动模块回到零位，停止运动动作，停止电机的电流电压输出。
毛刷立板(14)与毛刷(10)通过螺丝连接，在毛刷立板(14)的螺丝连接开孔处设置有可调节毛刷(10)的定位高度的长椭圆形螺丝固定开孔，可以通过上下调节螺丝定位的高度来调整毛刷的高低位置，以实现更好的灰尘清理效果；
在下雨的情况下，当雨水量达到一定的阈值，通过该装置触发系统启动除尘清扫装置，通过毛刷(10)的橡胶刷清理太阳能板(4)表面的积水，以起到保护太阳能组件的电气性能不受雨水侵蚀伤害。
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