CN112290875A - 一种太阳能电池板清洗系统及清洗控制方法 - Google Patents

一种太阳能电池板清洗系统及清洗控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种太阳能电池板清洗系统及清洗控制方法，涉及新能源应用技术领域。本发明清洗系统包括倾斜安装的太阳能电池板，太阳能电池板的顶部设置有清洗水管和排水管；清洗水管的周侧面沿轴向并排装设有喷淋嘴；太阳能电池板上表面还设置有若干排水槽道；排水槽道包括位于两侧且平行设置的挡水条一，挡水条一的底端设置有挡水条二，两挡水条二构成倒“八”字型结构的收缩段；位于太阳能电池板的底部设置有一下水量检测模块。本发明设置的排水管和下水量检测模块，实现对太阳能电池板表面的清洁度进行检测，并根据检测结果选择冲洗时长和冲洗压力；提高冲洗效率，降低水源和电能消耗，具备节能的优点。

Description

一种太阳能电池板清洗系统及清洗控制方法
技术领域
本发明属于新能源应用技术领域，特别是涉及一种太阳能电池板清洗 系统及清洗控制方法。
背景技术
太阳能是一种无污染的可再生能源，随着光伏光电技术的发展，太阳 能转化效率不断提高，太阳能的利用也越来越受到人们重视。太阳能电池 板是通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或 间接转换成电能的装置，相对于普通电池和可循环充电电池来说，太阳能 电池板是更加节能环保的绿色产品。
我国的大型太阳能光伏发电站往往分布在人烟稀少地带，每隔一定时 间就需要对太阳能光伏组件进行除尘清洁，而面对大面积的太阳能光伏组 件，有的地方仍在采用原始的人工拖把清洁的方式，其既浪费了大量人工， 又难以达到清洁干净的目的，若采用喷水管直接喷淋的方式，存在不能根 据电池板的清洁度选择喷水管喷淋量，从而造成水源浪费和能源浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种太阳能电池板清洗系统及清洗控制方法， 以解决上述背景技术提出的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种太阳能电池板清洗系统，包括倾斜安装的太阳能电池板， 所述太阳能电池板的顶部设置有清洗水管和排水管；所述清洗水管的周侧 面沿轴向并排装设有喷淋嘴；所述太阳能电池板上表面还设置有若干排水 槽道；所述排水槽道包括位于两侧且平行设置的挡水条一，所述挡水条一 的底端设置有挡水条二，两所述挡水条二构成倒“八”字型结构的收缩段； 位于所述太阳能电池板的底部设置有一下水量检测模块；
其中，所述下水量检测模块包括安装在收缩段正下方的安装板，位于 所述收缩段正下方的安装板上设置开口；所述安装板的一侧设置向下弯折 的翻边，所述翻边的内侧壁安装有伸缩电机，所述伸缩电机的端部连接有 一活动板，所述活动板的一侧设置有若干连接柱，所述连接柱的端部固定 有一盒体，所述盒体内设置有一压力传感器，所述压力传感器上设置有集 水盒；
位于所述排水槽道正上方的排水管上设置排水口，所述排水口上连接 排水支管，所述排水支管上设置电磁阀A和流量计；还包括一控制器，所 述控制器的信号输出端连接电磁阀A和伸缩电机，所述控制器的信号接收 端连接流量计、压力传感器。
进一步地，所述清洗水管的一端还连通有一进水管A,所述排水管的一 端还连通有一进水管B，所述进水管A和进水管B上分别连通一水泵，且所 述进水管A和进水管B分别设置电磁阀C和电磁阀B；所述水泵、电磁阀C 和电磁阀B连接控制器。
进一步地，所述排水支管的底端位于太阳能电池板上方且距太阳能电 池板上表面的距离为2-5cm。
进一步地，所述压力传感器的上表面设置支撑板，所述支撑板上表面 设置有若干吸盘。
进一步地，位于所述盒体两侧的安装板底侧面设置有密封毛刷；位于 所述盒体内部的安装板底侧面设置有一密封凸棱一，位于所述盒体外且靠 近伸缩电机一侧的安装板底侧面设置有一密封凸棱二，所述密封凸棱二和 密封凸棱一平行设置且均为橡胶材质。
进一步地，所述挡水条一和挡水条二均为一橡胶条，且所述橡胶条的 宽度为0.3-0.5cm，厚度为0.1-0.25cm。
一种太阳能电池板清洗系统的清洗控制方法，包括：
Stp1、先通过控制器控制伸缩电机伸出至盒体的一内侧壁抵靠到密封 凸棱一的一侧；
Stp2、然后通过控制水泵、进水管B、电磁阀B和电磁阀A打开，此时 通过控制电磁阀A时间t1，并通过流量计计量通过排水支管排出的水的体 积V1；此时通过排水支管排出的水则通过排水槽道和收缩段流动；
Stp3、流动至收缩段端部的水则通过开口流入至盒体内的集水盒，通 过压力传感器检测到流入集水盒内的水体的总量M；同时通过压力传感器的 信号采集，获得第一滴水滴入集水盒的时间t2，以及最后一滴水滴入集水 盒的时间t3；判断水在排水槽道内的总体流动时间t0＝t3-t2；
Stp4、控制器根据水体的总量M和总体流动时间t0，判断太阳能电池 板的清洁度同时控制器根据清洁度智能选择水泵单位时间冲水量，以及通 过清洗水管喷淋嘴的清洗时长T；
Stp5、此时控制器控制进水管B、电磁阀B和电磁阀A关闭，并控制伸 缩电机回缩至盒体的另一内侧壁抵靠到密封凸棱一的另一侧，且此时盒体 的一外侧壁抵靠到密封凸棱二的一侧；
Stp6、控制器发出控制信号，控制水泵单位时间冲水量以及电磁阀C 的打开时间。
进一步地，在所述Stp3中，时间t3的判断包括：当压力传感器在连 续的Δt时间内未检测到压力变化时，此时标记该Δt的最后时刻为t3。
进一步地，所述Δt的取值范围为1.5秒-3.5秒。
进一步地，所述清洗时长T的判定为；
Figure BDA0002714601950000041
其中，所述K1和K2均为一常数，所述ρ为水的密度，所述t′为基础 清洗时间；
所述水泵单位时间冲水量P的判定为：
Figure BDA0002714601950000042
其中，所述
Figure BDA0002714601950000043
为理论流动时长，所述P0为理论流动时长下的水泵单位 时间冲水量。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过设置的排水管和下水量检测模块，实现对太阳能电池板表 面的清洁度进行检测，并根据检测结果选择冲洗时长和冲洗压力；提高冲 洗效率，降低水源和电能消耗，具备节能的优点；同时通过多组下水量检 测模块的配合使用，使得检测的结果更加准确。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有 优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动 的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明清洗系统结构示意图；
图2为图1中A处局部放大图；
图3为本发明下水量检测模块结构示意图；
图4为本发明盒体安装结构示意图；
图5为本发明清洗系统结构框图；
图6为本发明清洗控制方法流程图。
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 有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，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“开孔”、“上”、“下”、 “厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或 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 的组件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。
请参阅图1-6所示，本发明为一种太阳能电池板清洗系统，包括倾斜 安装的太阳能电池板1，太阳能电池板1的顶部设置有清洗水管2和排水管； 清洗水管2的周侧面沿轴向并排装设有喷淋嘴；太阳能电池板1上表面还 设置有若干排水槽道12；排水槽道12包括位于两侧且平行设置的挡水条一 11，挡水条11一的底端设置有挡水条二13，两挡水条二13构成倒“八” 字型结构的收缩段14；位于太阳能电池板1的底部设置有一下水量检测模 块3；
其中，下水量检测模块3包括安装在收缩段14正下方的安装板31，位 于收缩段14正下方的安装板31上设置开口32；安装板31的一侧设置向下 弯折的翻边311，翻边311的内侧壁安装有伸缩电机33，伸缩电机33的端 部连接有一活动板331，活动板331的一侧设置有若干连接柱332，连接柱 332的端部固定有一盒体34，盒体34内设置有一压力传感器341，压力传 感器341上设置有集水盒35；
位于排水槽道12正上方的排水管上设置排水口，排水口上连接排水支 管，排水支管上设置电磁阀A和流量计；还包括一控制器，控制器的信号 输出端连接电磁阀A和伸缩电机33，控制器的信号接收端连接流量计、压 力传感器341。
优选地，清洗水管2的一端还连通有一进水管A,排水管的一端还连通 有一进水管B，进水管A和进水管B上分别连通一水泵，且进水管A和进水 管B分别设置电磁阀C和电磁阀B；水泵、电磁阀C和电磁阀B连接控制器。
优选地，排水支管的底端位于太阳能电池板1上方且距太阳能电池板1 上表面的距离为2cm。
优选地，压力传感器341的上表面设置支撑板342，支撑板342上表面 设置有若干吸盘343。
优选地，位于盒体34两侧的安装板31底侧面设置有密封毛刷353；位 于盒体34内部的安装板31底侧面设置有一密封凸棱一351，位于盒体34 外且靠近伸缩电机33一侧的安装板31底侧面设置有一密封凸棱二352，密 封凸棱二352和密封凸棱一351平行设置且均为橡胶材质。
优选地，挡水条一11和挡水条二13均为一橡胶条，且橡胶条的宽度 为0.4m，厚度为0.2cm。
一种太阳能电池板清洗系统的清洗控制方法，包括：
Stp1、先通过控制器控制伸缩电机33伸出至盒体34的一内侧壁抵靠 到密封凸棱一351的一侧；
Stp2、然后通过控制水泵、进水管B、电磁阀B和电磁阀A打开，此时 通过控制电磁阀A时间t1，并通过流量计计量通过排水支管排出的水的体 积V1；此时通过排水支管排出的水则通过排水槽道12和收缩段14流动；
Stp3、流动至收缩段14端部的水则通过开口32流入至盒体34内的集 水盒35，通过压力传感器341检测到流入集水盒35内的水体的总量M；同 时通过压力传感器341的信号采集，获得第一滴水滴入集水盒35的时间t2， 以及最后一滴水滴入集水盒35的时间t3；判断水在排水槽道12内的总体 流动时间t0＝t3-t2；
Stp4、控制器根据水体的总量M和总体流动时间t0，判断太阳能电池 板1的清洁度同时控制器根据清洁度智能选择水泵单位时间冲水量，以及 通过清洗水管2喷淋嘴的清洗时长T；
Stp5、此时控制器控制进水管B、电磁阀B和电磁阀A关闭，并控制伸 缩电机33回缩至盒体34的另一内侧壁抵靠到密封凸棱一351的另一侧， 且此时盒体34的一外侧壁抵靠到密封凸棱二352的一侧；
Stp6、控制器发出控制信号，控制水泵单位时间冲水量以及电磁阀C 的打开时间。
优选地，在Stp3中，时间t3的判断包括：当压力传感器341在连续 的Δt时间内未检测到压力变化时，此时标记该Δt的最后时刻为t3。
优选地，Δt的取值范围为1.5秒-3.5秒。
优选地，清洗时长T的判定为；
Figure BDA0002714601950000081
其中，K1和K2均为一常数，ρ为水的密度，t′为基础清洗时间；
其中，K1为10，K2为0.8，t′为10秒。
也即是当V＝20ml时；且时间t1＝2秒；
水体的总量M＝22g时，且总体流动时间t0＝15秒时；
此时清洗时间长为11+12+10，也即为33秒。
优选地，水泵单位时间冲水量P的判定为：
Figure BDA0002714601950000082
Figure BDA0002714601950000083
为理论流动时长，P0为理论流动时长下的水泵单位时间冲水量。
同时理论流动时长的
Figure BDA0002714601950000084
为10秒；当P0＝10ml/s；此时P为15ml/s。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体 示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或 者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述 术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体 特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合 适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例 并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。 显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具 体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使 所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求 书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种太阳能电池板清洗系统，其特征在于：包括倾斜安装的太阳能电池板(1)，所述太阳能电池板(1)的顶部设置有清洗水管(2)和排水管；
所述清洗水管(2)的周侧面沿轴向并排装设有喷淋嘴；
所述太阳能电池板(1)上表面还设置有若干排水槽道(12)；
所述排水槽道(12)包括位于两侧且平行设置的挡水条一(11)，所述挡水条(11)一的底端设置有挡水条二(13)，两所述挡水条二(13)构成倒“八”字型结构的收缩段(14)；
位于所述太阳能电池板(1)的底部设置有一下水量检测模块(3)；
其中，所述下水量检测模块(3)包括安装在收缩段(14)正下方的安装板(31)，位于所述收缩段(14)正下方的安装板(31)上设置开口(32)；
所述安装板(31)的一侧设置向下弯折的翻边(311)，所述翻边(311)的内侧壁安装有伸缩电机(33)，所述伸缩电机(33)的端部连接有一活动板(331)，所述活动板(331)的一侧设置有若干连接柱(332)，所述连接柱(332)的端部固定有一盒体(34)，所述盒体(34)内设置有一压力传感器(341)，所述压力传感器(341)上设置有集水盒(35)；
位于所述排水槽道(12)正上方的排水管上设置排水口，所述排水口上连接排水支管，所述排水支管上设置电磁阀A和流量计；
还包括一控制器，所述控制器的信号输出端连接电磁阀A和伸缩电机(33)，所述控制器的信号接收端连接流量计、压力传感器(341)。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洗系统，其特征在于，所述清洗水管(2)的一端还连通有一进水管A,所述排水管的一端还连通有一进水管B，所述进水管A和进水管B上分别连通一水泵，且所述进水管A和进水管B分别设置电磁阀C和电磁阀B；
所述水泵、电磁阀C和电磁阀B连接控制器。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洗系统，其特征在于，所述排水支管的底端位于太阳能电池板(1)上方且距太阳能电池板(1)上表面的距离为2-5cm。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洗系统，其特征在于，所述压力传感器(341)的上表面设置支撑板(342)，所述支撑板(342)上表面设置有若干吸盘(343)。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洗系统，其特征在于，位于所述盒体(34)两侧的安装板(31)底侧面设置有密封毛刷(353)；位于所述盒体(34)内部的安装板(31)底侧面设置有一密封凸棱一(351)，位于所述盒体(34)外且靠近伸缩电机(33)一侧的安装板(31)底侧面设置有一密封凸棱二(352)，所述密封凸棱二(352)和密封凸棱一(351)平行设置且均为橡胶材质。
6.根据权利要求1所述的一种太阳能电池板清洗系统，其特征在于，所述挡水条一(11)和挡水条二(13)均为一橡胶条，且所述橡胶条的宽度为0.3-0.5cm，厚度为0.1-0.25cm。
7.如上根据权利要求1-6任意一所述的一种太阳能电池板清洗系统的清洗控制方法，其特征在于，包括：
Stp1、先通过控制器控制伸缩电机(33)伸出至盒体(34)的一内侧壁抵靠到密封凸棱一(351)的一侧；
Stp2、然后通过控制水泵、进水管B、电磁阀B和电磁阀A打开，此时通过控制电磁阀A时间t1，并通过流量计计量通过排水支管排出的水的体积V1；此时通过排水支管排出的水则通过排水槽道(12)和收缩段(14)流动；
Stp3、流动至收缩段(14)端部的水则通过开口(32)流入至盒体(34)内的集水盒(35)，通过压力传感器(341)检测到流入集水盒(35)内的水体的总量M；同时通过压力传感器(341)的信号采集，获得第一滴水滴入集水盒(35)的时间t2，以及最后一滴水滴入集水盒(35)的时间t3；判断水在排水槽道(12)内的总体流动时间t0＝t3-t2；
Stp4、控制器根据水体的总量M和总体流动时间t0，判断太阳能电池板(1)的清洁度同时控制器根据清洁度智能选择水泵单位时间冲水量，以及通过清洗水管(2)喷淋嘴的清洗时长T；
Stp5、此时控制器控制进水管B、电磁阀B和电磁阀A关闭，并控制伸缩电机(33)回缩至盒体(34)的另一内侧壁抵靠到密封凸棱一(351)的另一侧，且此时盒体(34)的一外侧壁抵靠到密封凸棱二(352)的一侧；
Stp6、控制器发出控制信号，控制水泵单位时间冲水量以及电磁阀C的打开时间。
8.根据权利要求7所述的一种太阳能电池板清洗系统的清洗控制方法，其特征在于，在所述Stp3中，时间t3的判断包括：
当压力传感器(341)在连续的Δt时间内未检测到压力变化时，此时标记该Δt的最后时刻为t3。
9.根据权利要求8所述的一种太阳能电池板清洗系统的清洗控制方法，其特征在于，所述Δt的取值范围为1.5秒-3.5秒。
10.根据权利要求7所述的一种太阳能电池板清洗系统的清洗控制方法，其特征在于，所述清洗时长T的判定为；
Figure FDA0002714601940000041
其中，所述K1和K2均为一常数，所述ρ为水的密度，所述t′为基础清洗时间；
所述水泵单位时间冲水量P的判定为：
Figure FDA0002714601940000042
其中，所述
Figure FDA0002714601940000043
为理论流动时长，所述P0为理论流动时长下的水泵单位时间冲水量。
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