CN109675903A - 一种太阳能电池板清洁装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于太阳能电池领域，具体涉及一种太阳能电池板清洁装置，包括太阳能电池板、透光薄膜、收纳装置以及密封装置，收纳装置包括分别设置在太阳能电池板两侧的从动卷轴和主动卷轴，主动卷轴连接电机；透光薄膜一端缠绕在从动卷轴上，另一端覆盖太阳能电池板后缠绕在主动卷轴上；密封装置包括分别设置在透光薄膜上下两侧的密封圈和密封垫，密封圈连接密封支撑，密封垫设置在太阳能电池板的边框上。本发明结构简单合理、将太阳能电池板受光面置于封闭空间，在不接触太阳能电池板受光面的前提下，达到防水、防污物的目的；通过柔性透光薄膜的定向自动收卷，长期保持高透光率，提升太阳能电池板的发电效率。
Description
技术领域
本发明属于太阳能电池设备技术领域，具体涉及一种太阳能电池板清洁装置。
背景技术
全球能源消耗量日益增长，能源枯竭和环境污染是人类面临的两大挑战，太阳能这种清洁、可再生能源将是我们的选择之一。根据国家能源局数据，截至2016年，我国光伏总装机量达7742万千瓦，位居全球第一。太阳能电池板安装在户外，在干旱地区太阳能电池板受光面灰尘积累较多，在湿润地区太阳能电池板受光面易粘附落叶和鸟类粪便等，最终导致发电效率降低。所以，太阳能电池板的表面清洁成为光伏产业的一大难题。
为了解决这个难题，已经公开过多种太阳能电池板除尘清洁装置，例如CN101195116，CN104014510A，CN102688873A，CN104014516A。清理工具直接接触太阳能电池板受光面的除尘方式，灰尘颗粒被清理工具压附在太阳能电池板受光面运动，长时间使用会在太阳能电池板受光面产生划痕，直接降低太阳能电池板发电效率和使用寿命。电磁表面除尘、超声波除尘、高压喷气(水)除尘等非接触式除尘方式，无法清理强粘附能力、体积较大的污物，例如鸟类粪便和树叶，从而引发热岛效应使太阳能电池板损坏。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的问题，提供一种太阳能电池板清洁装置，将太阳能电池板受光面置于封闭空间，在不接触太阳能电池板受光面的前提下，达到防水、防污物的目的；通过柔性透光薄膜的定向自动收卷，长期保持高透光率，提升太阳能电池板的发电效率。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种太阳能电池板清洁装置，包括太阳能电池板、透光薄膜、收纳装置以及密封装置，所述的收纳装置包括分别设置在太阳能电池板两侧的从动卷轴和主动卷轴，所述的主动卷轴连接电机；所述的透光薄膜一端缠绕在从动卷轴上，另一端覆盖太阳能电池板后缠绕在主动卷轴上；所述的密封装置包括分别设置在透光薄膜上下两侧的密封圈和密封垫，所述的密封圈连接密封支撑，所述的密封垫设置在太阳能电池板的边框上；所述的边框上设有支架，所述的从动卷轴和主动卷轴固定在支架上，所述的密封支撑与支架之间设有气囊，且密封支撑与支架之间还连接有预紧元件；所述的气囊连接有气泵。
优选的，所述的气泵包括气压发生装置和阀座，所述的阀座一侧设有高压气体入口，另一侧设有充气口和漏气口，所述的气压发生装置与高压气体入口相连通，所述的充气口与气囊相连通，所述的阀座内部设有驱动腔，所述的驱动腔内设有随气体压力可上下移动的膜片，所述的膜片上设有驱动孔。
优选的，所述的驱动孔和充气口大小一致且设置在同一轴线上，所述的驱动孔上方的阀座上设有挡块。
优选的，所述的气压发生装置是可以提供持续气压的器件，是电磁驱动气泵、压电驱动气泵或记忆合金驱动气泵中的一种或几种。
优选的，所述的气泵设有一个或多个。
优选的，所述的预紧元件是记忆合金片、弹簧、磁铁、质量块中的一种或几种。
优选的，所述的从动卷轴和主动卷轴上方均设有滚轮。
优选的，所述的透光薄膜、密封垫、太阳能电池板和边框之间形成封闭空间。
优选的，所述的透光薄膜为大透光率的柔性材料。
优选的，所述的主动卷轴一侧还设有刮板和异物收纳箱。
采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
本发明提供的一种太阳能电池板清洁装置，将工作过程分为自然预紧、充气、高压保持和排气四个阶段依次进行，太阳能电池板就可以进行一次有效清洁，长度远大于太阳能电池板的柔性透光薄膜，循环上述四个阶段，定向自动收卷，能够实现太阳能电池板的长期清洁，干净的柔性透光薄膜大量缠绕在从动卷轴上，污染的柔性透光薄膜逐渐被缠绕到主动卷轴上，柔性透光薄膜取下清洗后可在一段时间内重复使用。
综上所述，本发明在不损伤太阳能电池板的前提下，解决了其表面清洁难题，使太阳能电池板长期保持高透光率；利用柔性透光薄膜、太阳能电池板和太阳能电池板边框构成的封闭空间对太阳能电池板受光面进行保护，可以避免太阳能电池板受光面直接和清理工具长期接触而划伤，外界污物全部粘附在柔性透光薄膜表面，随着柔性透光薄膜定向自动收卷，所有污物均会清除，太阳能电池板长期保持高的透光率；除此之外，该装置通过预紧元件提供的预紧力保持常闭，只在需要更换柔性透光薄膜时带漏气阀的气泵和电机进行短时间工作，因此本装置的能耗是相当低的；在不牺牲性能的前提下，柔性透光薄膜选择价格较低的材料，例如PET，并且柔性透光薄膜可以在一定时间内反复使用，因此本发明具有明显的成本优势。
附图说明
图1为本发明一种太阳能电池板清洁装置的结构示意图；
图2为气囊和大气连通，密封圈紧贴柔性薄膜示意图；
图3为气囊受压充气后，密封圈远离柔性薄膜示意图；
图4为气泵排气状态示意图；
图5为气泵充气状态示意图；
图6为实施例一示意图；
图7为实施例二示意图；
图8为实施例三示意图；
图9为实施例四示意图。
其中：气泵1、预紧元件2、气囊3、密封支撑4、密封圈5、支架6、从动卷轴7、边框8、太阳能电池板9、封闭空间10、透光薄膜11、密封垫12、电机13、主动卷轴14、滚轮15、气压发生装置16、高压气体入口17、驱动腔18、膜片19、阀座20、漏气口21、充气口22、驱动孔23、挡块24。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，为本发明的一种太阳能电池板清洁装置，包括太阳能电池板9、透光薄膜11、收纳装置以及密封装置，所述的收纳装置包括分别设置在太阳能电池板9两侧的从动卷轴7和主动卷轴14，所述的主动卷轴14连接电机13，所述的透光薄膜11一端缠绕在从动卷轴7上，另一端覆盖太阳能电池板9后缠绕在主动卷轴14上，所述的密封装置包括分别设置在透光薄膜11上下两侧的密封圈5和密封垫12，所述的密封圈5连接密封支撑4，所述的密封垫12设置在太阳能电池板9的边框8上，所述的边框8上设有支架6，所述的从动卷轴7和主动卷轴14固定在支架6上，所述的密封支撑4与支架6之间设有气囊3，且密封支撑4与支架6之间还连接有预紧元件2，所述的气囊3连接有气泵1。
其中，所述的气泵1包括气压发生装置16和阀座20，所述的阀座20一侧设有高压气体入口17，另一侧设有充气口22和漏气口21，所述的气压发生装置16与高压气体入口17相连通，所述的充气口22与气囊3相连通，所述的阀座20内部设有驱动腔18，所述的驱动腔18内设有随气体压力可上下移动的膜片19，所述的膜片19上设有驱动孔23，所述的驱动孔23和充气口22大小一致且设置在同一轴线上，所述的驱动孔23上方的阀座20上设有挡块24，所述的气压发生装置16是可以提供持续气压的器件，是电磁驱动气泵、压电驱动气泵或记忆合金驱动气泵中的一种或几种，所述的气泵1设有一个或多个，所述的预紧元件2是记忆合金片、弹簧、磁铁、质量块中的一种或几种，所述的从动卷轴7和主动卷轴14上方均设有滚轮15，所述的透光薄膜11、密封垫12、太阳能电池板9和边框8之间形成封闭空间10，所述的透光薄膜11为大透光率的柔性材料，所述的主动卷轴14一侧还设有刮板和异物收纳箱。
为了论述方便，将本发明分为两部分：预紧部分和卷膜部分。预紧部分包括：气泵1、预紧元件2、气囊3、密封支撑4、密封圈5和支架6。卷膜部分包括：从动卷轴7、边框8、太阳能电池板9、封闭空间10、透光薄膜11、密封垫12、电机13、主动卷轴14和滚轮15。预紧部分作用是将透光薄膜11紧压在密封垫12上，保证封闭空间10的密封性，关键在于预紧元件2的结构和布置方式。卷膜部分实现透光薄膜11的定向自动收卷，使太阳能电池板长期保持高透光率。
一种太阳能电池板清洁装置预紧元件具体实施方式如下所述：
实施例一
如图6所示：一种太阳能电池板清洁装置的预紧部分由气泵1、预紧元件2、气囊3、密封支撑4、密封圈5和支架6组成。其中气泵1与气囊3内腔连通，气囊3外表面与支架6、密封支撑4相互接触，预紧元件2一端连接支架6，另一端连接密封支撑4，密封圈5固定于密封支撑4，预紧元件2为记忆合金片。
实施例二
如图7所示：一种太阳能电池板清洁装置预紧部分是由气泵1、预紧元件2、气囊3、密封支撑4、密封圈5和支架6组成。其中气泵1与气囊3内腔连通，气囊3外表面与支架6、密封支撑4相互接触，预紧元件2一端连接支架6，另一端连接密封支撑4，密封圈5固定于密封支撑4，预紧元件2为弹簧。
实施例三
如图8所示：一种太阳能电池板清洁装置预紧部分是由气泵1、预紧元件2、气囊3、密封支撑4、密封圈5和支架6组成。其中气泵1与气囊3内腔连通，气囊3外表面与支架6、密封支撑4相互接触，预紧元件2一端连接支架6，另一端连接密封支撑4，密封圈5固定于密封支撑4，预紧元件2为一组磁铁，可以是永磁铁，也可以是电磁铁。
实施例四
如图9所示：一种太阳能电池板清洁装置预紧部分是由气泵1、预紧元件2、气囊3、密封支撑4、密封圈5和支架6组成。其中气泵1与气囊3内腔连通，气囊3外表面与支架6、密封支撑4相互接触，预紧元件2固定在连接密封支撑4上，且可相对支架6进行运动，密封圈5固定于密封支撑4，预紧元件2为质量块。
本发明提供的一种太阳能电池板清洁装置的工作原理如下：工作过程分为四个阶段：自然预紧阶段、充气阶段、高压保持阶段和排气阶段。气泵1停止工作，气囊3内压力等于外界大气压，气囊3体积最小，这是自然预紧阶段；气泵1开始工作，气囊3内压力逐渐增大，气囊3体积逐渐增大，这是充气阶段；气泵1继续工作，气囊3内压力保持在气泵1能提供的最高压力，气囊3体积保持最大，这是高压保持阶段；气泵1停止工作，气囊3内压力逐渐减小，气囊3体积逐渐减小，这是排气阶段。
自然预紧阶段，气泵1的气压发生装置16不工作，其驱动孔23上端紧贴挡块24，驱动腔18无法连通驱动孔23，充气口22和漏气口21相互连通，此时气囊3内腔直接连通外界大气，气囊3内压力等于外界大气压，装置内部没有气体流动，在预紧元件2提供的预紧力作用下，密封圈5将透光薄膜11紧压在密封垫12上，透光薄膜11、密封垫12、太阳能电池板9和太阳能电池板边框8共同构成一个封闭空间10，该封闭空间10避免太阳能电池板9接触外界污物。
充气阶段，气泵1的气压发生装置16开始工作，驱动腔18压力增大，迫使膜片19变形向下移动，驱动孔23上端远离挡块24，驱动腔18通过驱动孔23与充气口22连通，漏气口21被膜片19堵塞，高压气体由驱动腔18流向气囊3，膨胀的气囊克服预紧力使密封圈5逐渐远离透光薄膜11。
高压保持阶段，气泵1的气压发生装置16持续工作，将气囊3内部的压力持续维持到气泵1能提供的最高压力，密封圈5彻底离开透光薄膜11，透光薄膜11与密封垫12之间的滑动摩擦力很小，电机13开始工作，带动主动卷轴14转动，受污染部分的透光薄膜11缠绕到主动卷轴14上，同时带动从动卷轴7放出干净的透光薄膜11，使得太阳能电池板9受光面上方重新展开干净的透光薄膜11。
排气阶段，电机13和气泵1的气压发生装置16停止工作，驱动腔18压力减小，膜片19恢复原来位置，驱动孔23上端紧贴挡块24，充气口22和漏气口21相互连通，漏气口21与外部大气连通，气囊3中的高压气体经充气口22、漏气口21排入外界大气，气囊3内部气压逐渐减小，缩小的气囊3无法克服预紧力，透光薄膜11被密封圈5紧压在密封垫12上，透光薄膜11、密封垫12、太阳能电池板9和太阳能电池板边框8共同构成的封闭空间10再次形成。
以上四个阶段依次进行，太阳能电池板就可以进行一次有效清洁。长度远大于太阳能电池板宽的柔性透光薄膜，循环上述四个阶段，能够实现太阳能电池板的长期清洁。干净的柔性透光薄膜大量缠绕在从动卷轴上，污染的柔性透光薄膜逐渐被缠绕到主动卷轴上，柔性透光薄膜取下清洗后可在一段时间内重复使用。
在不损伤太阳能电池板的前提下，解决了其表面清洁难题，使太阳能电池板长期保持高透光率。利用柔性透光薄膜、太阳能电池板和太阳能电池板边框构成的封闭空间对太阳能电池板受光面进行保护，可以避免太阳能电池板的受光面直接和清理工具长期接触而划伤，外界污物全部粘附在柔性透光薄膜表面，随着柔性透光薄膜定向自动收卷，所有污物均会清除，太阳能电池板长期保持高的透光率，如果大型异物较多的情况下可以在主动卷轴侧增置一个刮板和异物收纳箱，来收纳收卷有污物的薄膜时脱落的异物，以保证该腔体内的清洁。除此之外，该装置通过预紧元件提供的预紧力保持常闭，只在需要更换柔性透光薄膜时带漏气阀的气泵和电机进行短时间工作，因此本装置的能耗是相当低的。在不牺牲性能的前提下，柔性透光薄膜选择价格较低的材料，例如PET，并且柔性透光薄膜可以在一定时间内反复使用，因此本发明具有明显的成本优势。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：包括太阳能电池板(9)、透光薄膜(11)、收纳装置以及密封装置；
所述的收纳装置包括分别设置在太阳能电池板(9)两侧的从动卷轴(7)和主动卷轴(14)，所述的主动卷轴(14)连接电机(13)；
所述的透光薄膜(11)一端缠绕在从动卷轴(7)上，另一端覆盖太阳能电池板(9)后缠绕在主动卷轴(14)上；
所述的密封装置包括分别设置在透光薄膜(11)上下两侧的密封圈(5)和密封垫(12)，所述的密封圈(5)连接密封支撑(4)，所述的密封垫(12)设置在太阳能电池板(9)的边框(8)上；
所述的边框(8)上设有支架(6)，所述的从动卷轴(7)和主动卷轴(14)固定在支架(6)上，所述的密封支撑(4)与支架(6)之间设有气囊(3)，且密封支撑(4)与支架(6)之间还连接有预紧元件(2)；
所述的气囊(3)连接有气泵(1)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的气泵(1)包括气压发生装置(16)和阀座(20)，所述的阀座(20)一侧设有高压气体入口(17)，另一侧设有充气口(22)和漏气口(21)，所述的气压发生装置(16)与高压气体入口(17)相连通，所述的充气口(22)与气囊(3)相连通，所述的阀座(20)内部设有驱动腔(18)，所述的驱动腔(18)内设有随气体压力可上下移动的膜片(19)，所述的膜片(19)上设有驱动孔(23)。
3.根据权利要求2所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的驱动孔(23)和充气口(22)大小一致且设置在同一轴线上，所述的驱动孔(23)上方的阀座(20)上设有挡块(24)。
4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的气压发生装置(16)是可以提供持续气压的器件，是电磁驱动气泵、压电驱动气泵或记忆合金驱动气泵中的一种或几种。
5.根据权利要求4所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的气泵(1)设有一个或多个。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的预紧元件(2)是记忆合金片、弹簧、磁铁、质量块中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的从动卷轴(7)和主动卷轴(14)上方均设有滚轮(15)。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的透光薄膜(11)、密封垫(12)、太阳能电池板(9)和边框(8)之间形成封闭空间(10)。
9.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的透光薄膜(11)为大透光率的柔性材料。
10.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洁装置，其特征在于：所述的主动卷轴(14)一侧还设有刮板和异物收纳箱。
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2018
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