CN112705495B - 一种光伏清洗机构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种光伏清洗机构及其控制方法，用于清洗光伏板，包括机构本体、寻迹组件、高度检测组件和侧面检测组件；寻迹组件设置于机构本体的一端，用于检测光伏清洗机构在光伏板的位置，控制光伏清洗机构在光伏板上前后移动；高度检测组件设置于机构本体的上下两侧，用于检测光伏清洗机构与光伏板之间的距离，控制光伏清洗机构的升降；侧面检测组件设置于机构本体的左右两侧，用于检测光伏清洗机构的侧面物体，控制光伏清洗机构避开侧面物体。本发明解决目前光伏发电站光伏组件清洗问题，提升光伏组件发电效率，从而提升电站经济效益，做到每天对光伏组件进行清扫，对光伏系统性能和投资收益都将大有好处。

Description

一种光伏清洗机构及其控制方法

技术领域

本申请涉及工程车的技术领域，特别是涉及一种光伏清洗机构及其控制方法。

背景技术

随着光伏产业的不断壮大以及光伏产业的商业化，光伏电站在运营管理中的各种问题也开始突显，尤其是直接关系到发电效率的光伏组件的清洁问题。

对于大型光伏并网电站的运营，发电量是至关重要的指标之一，而影响发电量的因素除了逆变器、变压器、电缆等设备的损耗外，当属空气中灰尘对发电量的影响，严重的局部遮盖还会导致“热斑效应”。灰尘对光伏组件性能会产生负面影响，甚至光伏组件上的局部阴影也会引起输出功率的明显减少。根据美国国家航空航天局研究显示：每平方米仅有4.05g的灰尘层就能减少太阳能转换40％，尤其是环境条件较差的北方地区，影响更加明显。

目前光伏电站清洗市场主要采用人工或者第三方团队进行清洗的模式，其清洗效率低，价格昂贵，耗水量高，极大的增加了光伏电站的运维成本。

市场上也存在各式各样的光伏组件清洗机器人，但从效果及实用效率看，不尽如人意。因此，提升光伏组件发电效率，从而提升电站经济效益,做到每天对光伏组件进行清扫，对光伏系统的性能和投资收益都将大有好处。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了，一种光伏清洗机构，用于清洗光伏板。

光伏清洗机构包括机构本体、寻迹组件、高度检测组件和侧面检测组件；

寻迹组件设置于机构本体的一端，用于检测光伏清洗机构在光伏板的位置，控制光伏清洗机构在光伏板上前后移动；

高度检测组件设置于机构本体的两侧，用于检测光伏清洗机构与光伏板之间的距离，控制光伏清洗机构的升降；

侧面检测组件设置于机构本体的左右两侧，用于检测光伏清洗机构的侧面物体，控制光伏清洗机构避开侧面物体；

其中，光伏清洗机构还包括一固定杆，固定杆设置在机构本体上且长度与机构本体相同，寻迹组件、高度检测组件和侧面检测组件均设置在固定杆上。

在一个实施例中，光伏清洗机构还包括设置在固定杆上的第一支架、第二支架和第三支架，第一支架包括一第一横杆以及分别和第一横杆的两端固定连接的L型竖杆；第二支架和第三支架分别包括第二横杆和第三横杆。

在一个实施例中，寻迹组件包括两个寻迹检测器，两个寻迹检测器分别设置在每个L型竖杆的底部，且两个寻迹检测器分别位于机构本体的两侧；每个寻迹检测器还包括两个寻迹传感器，两个寻迹传感器设置在寻迹检测器的底部，且与光伏板的上表面相对。

在一个实施例中，高度检测组件成对地设置在光伏清洗机构的上方，光伏清洗机构具有四个高度检测组件，其中，第一高度检测组件和第二高度检测组件均设置在第二横杆的下表面上，第三高度检测组件和第四高度检测组件均设置在第三横杆的下表面上，且第一高度检测组件和第二高度检测组件分别位于第二横杆的两端，第三高度检测组件和第四高度检测组件分别位于第三横杆的两端。

在一个实施例中，侧面检测组件成对地设置在光伏清洗机构左右两侧，光伏清洗机构具有四个侧面检测组件，其中，第一侧面检测组件和第二侧面检测组件分别设置在第二横杆的前表面和后表面上，第三侧面检测组件和第四侧面检测组件分别设置在第三横杆的前表面和后表面上，且第一侧面检测组件和第二侧面检测组件分别位于第二横杆的两端，第三侧面检测组件和第四侧面检测组件分别位于第三横杆的两端；其中，每个侧面检测组件均包括一侧面传感器。

在一个实施例中，第二支架和第三支架之间还包括用于和光伏清洗车固定的固定部。

一种光伏清洗机构的控制方法，寻迹组件包括第一寻迹传感器、第二寻迹传感器、第三寻迹传感器和第四寻迹传感器；

判断寻迹组件的四个寻迹传感器是否反馈对光伏板上表面的检测信号，并根据判断结果调整光伏清洗机构的前后位置；

若四个寻迹传感器均反馈检测信号，判定光伏清洗机构进入光伏板，光伏清洗机构向光伏板反方向移动；

若四个寻迹传感器均未反馈检测信号，判定光伏清洗机构脱离光伏板，光伏清洗机构向光伏板方向移动；

若第一寻迹传感器和第三寻迹传感器反馈检测信号，第二寻迹传感器和第四寻迹传感器未反馈检测信号，判定光伏清洗机构处于正常工作状态，光伏清洗机构不需要调整位置。

在一个实施例中，预设一正常工作距离阈值，实时判断高度检测组件到光伏板的间距和正常工作距离阈值的大小；

若间距大于正常工作距离阈值，下降光伏清洗机构直到间距等于正常工作距离阈值；

若间距小于正常工作距离阈值，上升光伏清洗机构直到间距等于正常工作距离阈值；

若间距等正常工作距离阈值，判定光伏清洗机构处于正常工作状态，光伏清洗机构不需要调整位置。

在一个实施例中，侧面检测组件实时检测该侧面检测组件对应的光伏板区域是否存在侧面物体，若存在侧面物体，上升光伏清洗机构，直到检测不到该侧面物体；若不存在侧面物体，判定光伏清洗机构处于正常工作状态，光伏清洗机构不需要调整位置。

在一个实施例中，侧面检测组件实时检测该侧面检测组件对应的区域是否存在另一个用于放置光伏板的光伏架，若存在光伏架，上升光伏清洗机构，直到光伏清洗机构移动到另一个光伏板区域，调整光伏清洗机构下降至正常工作高度。

本发明的光伏清洗机构及其控制方法，能提升光伏组件发电效率，从而提升电站经济效益，做到每天对光伏组件进行清扫，对光伏系统性能和投资收益都将大有好处。

附图说明

图1为本发明光伏清洗机构的整体示意图；

图2为本发明光伏清洗机构的结构示意图；

图3为本发明光伏清洗机构的俯视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的一种光伏清洗机构10，用于清洗光伏板，可以设置在清洗车20上，在一个实施例中，如图1-图3所示，包括机构本体11、寻迹组件12、高度检测组件13和侧面检测组件14。

寻迹组件12设置于机构本体11的一端，用于检测光伏清洗机构10在光伏板的位置，控制光伏清洗机构10在光伏板上前后移动。

高度检测组件13设置于机构本体11的上下两侧，用于检测光伏清洗机构10与光伏板之间的距离，控制光伏清洗机构10的升降。

侧面检测组件14设置于机构本体11的左右两侧，用于检测光伏清洗机构10的侧面物体，控制光伏清洗机构10避开侧面物体。

光伏清洗机构10还包括一固定杆30，固定杆30设置在机构本体11上且长度与机构本体11相同，寻迹组件12、高度检测组件13和侧面检测组件14均设置在固定杆30上。

光伏清洗机构10还包括设置在机构本体11上的第一支架111、第二支架112和第三支架113，第一支架111包括一第一横杆114以及分别和第一横杆114的两端固定连接的L型竖杆115；第二支架112和第三支架113分别包括一第二横杆116和第三横杆117。

寻迹组件12包括两个寻迹检测器，两个寻迹检测器分别设置在每个L型竖杆115的底部，且两个寻迹检测器分别位于机构本体11的两侧。每个寻迹检测器还包括两个寻迹传感器，两个寻迹传感器设置在寻迹检测器的底部，且与光伏板的上表面相对。优选地，寻迹组件12包括4个寻迹传感器，分别是第一寻迹传感器、第二寻迹传感器、第三寻迹传感器和第四寻迹传感器。

高度检测组件13成对地设置在光伏清洗机构10的上方，光伏清洗机构10具有四个高度检测组件13，其中，第一高度检测组件和第二高度检测组件均设置在第二横杆116的下表面上，第三高度检测组件和第四高度检测组件均设置在第三横杆117的下表面上，且第一高度检测组件和第二高度检测组件分别位于第二横杆116的两端，第三高度检测组件和第四高度检测组件分别位于第三横杆117的两端。

侧面检测组件14成对地设置在光伏清洗机构10左右两侧，光伏清洗机构10具有四个侧面检测组件14，第一侧面检测组件和第二侧面检测组件分别设置在第二横杆116的前表面和后表面上，第三侧面检测组件和第四侧面检测组件分别设置在第三横杆117的前表面和后表面上，且第一侧面检测组件和第二侧面检测组件分别位于第二横杆116的两端，第三侧面检测组件和第四侧面检测组件分别位于第三横杆117的两端；其中，每个侧面检测组件均包括一侧面传感器。

在一个实施例中，光伏清洗机构10还包括液压马达和滚刷(图未示)，液压马达控制滚刷自旋转，并对光伏板进行清扫。具体地，滚刷在液压马达的带动下，滚刷自旋转对光伏组件进行清扫，清扫完毕后，液压马达停止工作，滚刷静止不再旋转。优选地，相较于其他的清扫方式，采用无水清扫方式，可以有效解决西部地区缺水问题。优选地，滚刷固定在光伏清洗机构2，从而固定在光伏清洁车100上，不需要对光伏电站进行二次改装，从而能够扩大光伏电站适用场合，降低产品使用成本。

在一个实施例中，第二支架112和第三支架113之间还包括用于和光伏清洗车固定的固定部40。

在一个实施例中，第二支架112和/或第三支架113可滑动的设置在固定杆30上。

优选地，光伏清洗机构10还可以用于其他不同光伏太阳能板上进行组装清洗。

本申请还提供一种光伏清洗机构10的控制方法，该方法包括控制寻迹组件12的步骤，通过判断寻迹组件12的四个寻迹传感器是否反馈对光伏板上表面的检测信号，并根据判断结果调整光伏清洗机构10的前后位置。其中，第一寻迹传感器和第二寻迹传感器为一组，第三寻迹传感器和第四寻迹传感器为一组。第一寻迹传感器设置在第二寻迹传感器的外部，靠近光伏清洗机构10的端部，第三寻迹传感器设置在第四寻迹传感器的外部，靠近光伏清洗机构10的端部，第一寻迹传感器和第三寻迹传感器相对设置，第二寻迹传感器和第四寻迹传感器相对设置。

具体地，若四个寻迹传感器均反馈检测信号，判定光伏清洗机构10进入光伏板，并且说明光伏清洗机构10进入光伏板太多，光伏清洗机构10需向光伏板反方向移动。

若四个寻迹传感器均未反馈检测信号，判定光伏清洗机构10脱离光伏板，说明光伏清洗机构10脱离了光伏板，光伏清洗机构10向光伏板方向移动。

若第一寻迹传感器和第三寻迹传感器反馈检测信号，第二寻迹传感器和第四寻迹传感器未反馈检测信号，判定光伏清洗机构10处于正常工作状态，光伏清洗机构10不需要调整位置。

在一个实施例中，该方法包括控制高度检测组件13的步骤，通过控制高度检测组件13，检测光伏清洗机构10到光伏板的间距，系统自动调节位置，防止距离太大或太小。优选地，高度检测组件13为超声波协达系统，用于检测清洗机构到光伏板的间距。

具体地，预设一正常工作距离阈值，实时判断高度检测组件13到光伏板的间距和正常工作距离阈值的大小。

若间距大于正常工作距离阈值，说明光伏清洗机构10到光伏板的距离过大，需下降。此时，下降光伏清洗机构10直到间距等于正常工作距离阈值。

若间距小于正常工作距离阈值，说明光伏清洗机构10到光伏板的距离过小，需上升。此时，上升光伏清洗机构10直到间距等于正常工作距离阈值。

若间距等正常工作距离阈值，判定光伏清洗机构10处于正常工作状态，光伏清洗机构10不需要调整位置。

优选地，正常工作距离阈值是一个可设定的范围值。

在一个实施例中，该方法包括控制侧面检测组件14的步骤，通过控制侧面检测组件14，检测光伏清洗机构10的侧面是否有东西在其正常的工作路径上。优选地，侧面检测组件14主要包括毫米波雷达等机构，毫米波雷达可以反馈是否有检测到物体，以及该物体和光伏清洗机构10之间的距离。

具体地，侧面检测组件14实时检测该侧面检测组件14对应的光伏板区域是否存在侧面物体，若存在侧面物体，并且该侧面物体与光伏清晰机构10之间的距离，达到了系统预先设定距离时，上升并抬起光伏清洗机构10，直到检测不到该侧面物体。若不存在侧面物体，判定光伏清洗机构10处于正常工作状态，光伏清洗机构10不需要调整位置。

优选地，侧面检测组件14实时检测该侧面检测组件14对应的区域是否存在另一个用于放置光伏板的光伏架，若存在光伏架，上升光伏清洗机构10，直到光伏清洗机构10移动到另一个光伏板区域，调整光伏清洗机构10下降至正常工作高度。此时，光伏清洗机构10在跨到另一个光伏架时，能够自动调整高度。

本发明公开了一种光伏清洗机构及其控制方法，相较于其他的清扫方式，采用了无水清扫方式，解决西部地区缺水这一难题。同时，通过接合寻迹组件、高度检测组件和侧面检测组件，本发明的光伏清洗机构可以安装在光伏清洗上，实现了光伏清洗车的自动行走和自动更换到另一个光伏架。寻迹组件用于检测光伏清洗机构在光伏板的前后位置，防止跑偏；高度检测组件用于检测光伏清洗机构到光伏板的间距，防止距离太大或太小；侧面检测组件用于检测光伏清洗机构侧面是否有东西在光伏清洗机构的路径上。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光伏清洗机构，用于清洗光伏板，其特征在于，所述光伏清洗机构包括机构本体、寻迹组件、高度检测组件和侧面检测组件；

所述寻迹组件设置于所述机构本体的一端，用于检测所述光伏清洗机构在光伏板的位置，控制所述光伏清洗机构在所述光伏板上前后移动；

所述高度检测组件设置于所述机构本体的两侧，用于检测所述光伏清洗机构与所述光伏板之间的距离，控制所述光伏清洗机构的升降；

所述侧面检测组件设置于所述机构本体的左右两侧，用于检测所述光伏清洗机构的侧面物体，控制所述光伏清洗机构避开所述侧面物体；

其中，所述光伏清洗机构还包括一固定杆，所述固定杆设置在所述机构本体上且长度与机构本体相同，所述寻迹组件、高度检测组件和侧面检测组件均设置在固定杆上；

寻迹组件包括四个寻迹传感器，分别是第一寻迹传感器、第二寻迹传感器、第三寻迹传感器和第四寻迹传感器，其中，第一寻迹传感器和第二寻迹传感器为一组，第三寻迹传感器和第四寻迹传感器为一组；第一寻迹传感器设置在第二寻迹传感器的外部，靠近光伏清洗机构的端部，第三寻迹传感器设置在第四寻迹传感器的外部，靠近光伏清洗机构的端部，第一寻迹传感器和第三寻迹传感器相对设置，第二寻迹传感器和第四寻迹传感器相对设置；

若四个寻迹传感器均反馈检测信号，判定光伏清洗机构进入光伏板，并且说明光伏清洗机构进入光伏板太多，光伏清洗机构需向光伏板反方向移动；

若四个寻迹传感器均未反馈检测信号，判定光伏清洗机构脱离光伏板，说明光伏清洗机构脱离了光伏板，光伏清洗机构向光伏板方向移动；

若第一寻迹传感器和第三寻迹传感器反馈检测信号，第二寻迹传感器和第四寻迹传感器未反馈检测信号，判定光伏清洗机构处于正常工作状态，光伏清洗机构不需要调整位置。

2.根据权利要求1所述的光伏清洗机构，其特征在于，所述光伏清洗机构还包括设置在所述固定杆上的第一支架、第二支架和第三支架，所述第一支架包括一第一横杆以及分别和所述第一横杆的两端固定连接的L型竖杆；所述第二支架和第三支架分别包括第二横杆和第三横杆。

3.根据权利要求2所述的光伏清洗机构，其特征在于，所述寻迹组件包括两个寻迹检测器，两个所述寻迹检测器分别设置在每个L型竖杆的底部，且所述两个寻迹检测器分别位于所述机构本体的两侧；每个所述寻迹检测器还包括两个寻迹传感器，所述两个寻迹传感器设置在所述寻迹检测器的底部，且与所述光伏板的上表面相对。

4.根据权利要求3所述的光伏清洗机构，其特征在于，所述高度检测组件成对地设置在所述光伏清洗机构的上方，所述光伏清洗机构具有四个高度检测组件，其中，第一高度检测组件和第二高度检测组件均设置在所述第二横杆的下表面上，第三高度检测组件和第四高度检测组件均设置在所述第三横杆的下表面上，且所述第一高度检测组件和第二高度检测组件分别位于所述第二横杆的两端，所述第三高度检测组件和第四高度检测组件分别位于所述第三横杆的两端。

5.根据权利要求4所述的光伏清洗机构，其特征在于，所述侧面检测组件成对地设置在所述光伏清洗机构左右两侧，所述光伏清洗机构具有四个侧面检测组件，其中，第一侧面检测组件和第二侧面检测组件分别设置在所述第二横杆的前表面和后表面上，第三侧面检测组件和第四侧面检测组件分别设置在所述第三横杆的前表面和后表面上，且所述第一侧面检测组件和第二侧面检测组件分别位于所述第二横杆的两端，所述第三侧面检测组件和第四侧面检测组件分别位于所述第三横杆的两端；其中，每个所述侧面检测组件均包括一侧面传感器。

6.根据权利要求5所述的光伏清洗机构，其特征在于，所述第二支架和第三支架之间还包括用于和光伏清洗车固定的固定部。

7.一种如权利要求1-6任一项所述的光伏清洗机构的控制方法，其特征在于，所述寻迹组件包括第一寻迹传感器、第二寻迹传感器、第三寻迹传感器和第四寻迹传感器；

判断所述寻迹组件的四个寻迹传感器是否反馈对所述光伏板上表面的检测信号，并根据判断结果调整所述光伏清洗机构的前后位置；

若所述四个寻迹传感器均反馈所述检测信号，判定所述光伏清洗机构进入光伏板，所述光伏清洗机构向光伏板反方向移动；

若所述四个寻迹传感器均未反馈所述检测信号，判定所述光伏清洗机构脱离光伏板，所述光伏清洗机构向光伏板方向移动；

若所述第一寻迹传感器和第三寻迹传感器反馈所述检测信号，所述第二寻迹传感器和第四寻迹传感器未反馈所述检测信号，判定所述光伏清洗机构处于正常工作状态，所述光伏清洗机构不需要调整位置。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，预设一正常工作距离阈值，实时判断所述高度检测组件到所述光伏板的间距和所述正常工作距离阈值的大小；

若所述间距大于所述正常工作距离阈值，下降所述光伏清洗机构直到所述间距等于所述正常工作距离阈值；

若所述间距小于所述正常工作距离阈值，上升所述光伏清洗机构直到所述间距等于所述正常工作距离阈值；

若所述间距等于 所述正常工作距离阈值，判定所述光伏清洗机构处于正常工作状态，所述光伏清洗机构不需要调整位置。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述侧面检测组件实时检测该侧面检测组件对应的光伏板区域是否存在侧面物体，若存在所述侧面物体，上升所述光伏清洗机构，直到检测不到该侧面物体；若不存在所述侧面物体，判定所述光伏清洗机构处于正常工作状态，所述光伏清洗机构不需要调整位置。

10.根据权利要求7或9所述的控制方法，其特征在于，所述侧面检测组件实时检测该侧面检测组件对应的区域是否存在另一个用于放置光伏板的光伏架，若存在所述光伏架，上升所述光伏清洗机构，直到所述光伏清洗机构移动到另一个光伏板区域，调整所述光伏清洗机构下降至正常工作高度。

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