CN113145512A - 一种追踪式光伏组件清洁装置及其清洁方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种追踪式光伏组件清洁装置及其清洁方法，该装置包括：支撑板、传动单元、摆动单元、驱动单元和清洁毛刷；两个所述支撑板分别设置在追踪式光伏组件的首端和末端，且均与追踪转轴连接；两个传动单元分别设置在追踪式光伏组件的两侧且分别与两个所述支撑板两侧连接，每个传动单元连接一摆动单元并带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧移动；所述摆动单元与清洁毛刷连接，清洁毛刷横跨太阳电池板两端设置；至少一个摆动单元上设置有驱动单元，驱动单元带动所述清洁毛刷转动。针对目前追踪式光伏组件清洁效率低下，效果不佳的实际情况，提供了一种自动清洁装置，该装置节省资源，提高效率的简便方法。

Description

一种追踪式光伏组件清洁装置及其清洁方法

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，特别涉及一种追踪式光伏组件清洁装置及其清洁方法。

背景技术

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(追踪式光伏组件)、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追踪式光伏组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

对于光伏发电，影响发电效率最重要的部分就是追踪式光伏组件吸收的光功率大小。在光照条件好，追踪式光伏组件清洁的条件下，光伏发电可以达到额定功率，此时拥有最佳的发电量和经济效益。因此，各个光伏电站的维护工作，核心都是保证追踪式光伏组件的功率吸收效率，反映到实际操作中，维持光照条件，一般采用太阳追踪式追踪式光伏组件，追踪式光伏组件清洁，就是定期清理追踪式光伏组件上的污物。

光伏电站全部建于户外，追踪式光伏组件易受污物影响，污物主要是灰尘和鸟类粪便，这些落在追踪式光伏组件上，使得透光率降低，进而光电转换效率降低，这大大影响了追踪式光伏组件的输出性能。据统计，污物浓度达到4g/m²时，造成的功率损失可达到22％以上。

光伏电站一般的追踪式光伏组件数都在上千块以上，只依靠人力清洁费时费力而且拖入大，效果差。所以很多研究机构和光伏生产厂家都在研发自动清洁系统。目前，对于固定式追踪式光伏组件，已经有了相应的清洁车等设备，但是对于追踪式光伏组件，还没有一套投入使用的自动清洁装置。大部分依然依靠人工清洁。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种追踪式光伏组件清洁装置及其清洁方法，针对目前追踪式光伏组件清洁效率低下，效果不佳的实际情况，提供了一种自动清洁装置，该装置节省资源，提高效率的简便方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种追踪式光伏组件清洁装置，包括：支撑板、传动单元、摆动单元、驱动单元和清洁毛刷；

两个所述支撑板分别设置在追踪式光伏组件的首端和末端，且均与追踪转轴连接；

两个传动单元分别设置在追踪式光伏组件的两侧且分别与两个所述支撑板两侧连接，每个传动单元连接一摆动单元并带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧移动；

所述摆动单元与清洁毛刷连接，清洁毛刷横跨太阳电池板两端设置；至少一个摆动单元上设置有驱动单元，驱动单元带动所述清洁毛刷转动。

作为本发明的进一步改进，所述传动单元包括传动电机、导轮和传动带；所述传动电机设置在支撑板上，所述传动电机带动导轮转动，进而带动传动带运动。

作为本发明的进一步改进，所述摆动单元包括支架底座和摆动杆，支架底座固定在传动单元上，底座与摆动杆一端铰接，摆动杆另一端铰接清洁毛刷。

作为本发明的进一步改进，所述驱动单元包括毛刷电机和皮带；

至少一所述摆动单元侧设置一毛刷电机，毛刷电机带动皮带，进而带动清洁毛刷旋转。

作为本发明的进一步改进，两个所述支撑板上均设置有限位装置，所述摆动单元上设置有卡死机构；当摆动单元触发追踪式光伏组件末端的限位装置时，卡死机构锁紧摆动单元，当摆动单元触发追踪式光伏组件首端的限位装置时，卡死机构松开摆动单元。

作为本发明的进一步改进，所述限位装置包括与支撑板连接的挡板和设置在挡板上的触发器。

作为本发明的进一步改进，所述挡板高度大于摆动单元的高度。

作为本发明的进一步改进，还包括控制中枢，所述控制中枢分别与传动单元、驱动单元的电气元件电连接，控制中枢与限位装置的电气元件电连接。

一种追踪式光伏组件清洁装置的清洁方法，包括以下步骤：

传动单元带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧移动；驱动单元带动所述清洁毛刷转动进行清洁太阳电池板表面。

还包括往复清扫步骤：

清洁毛刷置于追踪式光伏组件的首端时，开启清扫第一个太阳电池板表面，当一块太阳电池板清洁完毕后，随着传动单元继续运动，清洁毛刷离开已清洁完毕的太阳电池板，在自重下，摆动杆落至最低处，直到接触下一块太阳电池板，依次充分进行下一个太阳电池板表面清洁；

清洁毛刷运动至追踪式光伏组件的末端时，摆动单元触发限位装置；卡死机构锁紧摆动单元，保持清洁毛刷在高位；同时传动单元反转，带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧反向移动回到首端；

当摆动单元触发追踪式光伏组件首端的限位装置时，卡死机构松开摆动单元；再次清洁启动后，摆动单元带动清洁毛刷重新贴合太阳电池板表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

与现有追踪式光伏组件清洁方式相比，本发明的清洁方式不需要人力工作，效率高，使用方便，清洁后的追踪式光伏组件清洁度好。并可通过控制系统远程操作清洁装置进行周期性工作或在需要时随时工作。特别适合追踪式光伏组件多，发电量大的大型追踪式光伏电站。

该方法通过清洁毛刷与太阳能电池板接触，传动单元带动沿追踪式光伏组件两侧移动；驱动单元带动所述清洁毛刷转动进行清扫太阳电池板表面。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是典型追踪式光伏组件示意图。

图2是本发明的整体侧视图。

图3是本发明的整体俯视图。

图4是本发明的控制系统示意图。

图中标号1、追踪式光伏组件，2、毛刷电机，3、传动带，4-1、支架底座，4-2、摆动杆，5-1、传动电机，5-2、导轮，6、限位装置，7、支撑板，8、清洁毛刷，9、皮带，10、追踪转轴10。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

如图1至图3所示，本发明一种追踪式光伏组件清洁装置，包括：支撑板7、传动单元、摆动单元、驱动单元和清洁毛刷8；

两个所述支撑板7分别设置在追踪式光伏组件的首端和末端，且均与追踪转轴10连接；

两个传动单元分别设置在追踪式光伏组件的两侧且分别与两个所述支撑板7两侧连接，每个传动单元连接一摆动单元并带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧移动；

所述摆动单元与清洁毛刷8连接，清洁毛刷8横跨太阳电池板1两端设置；至少一个摆动单元上设置有驱动单元，驱动单元带动所述清洁毛刷8转动。

作为优选实施例，如图2所示，传动单元包括传动电机5-1、导轮5-2和传动带3；所述传动电机5-1设置在支撑板7上，所述传动电机5-1带动导轮5-2转动，进而带动传动带3运动。

作为优选实施例，如图2所示，所述摆动单元包括支架底座4-1和摆动杆4-2，支架底座4-1固定在传动单元上，底座4-1与摆动杆4-2一端铰接，摆动杆4-2另一端铰接清洁毛刷8。

作为优选实施例，如图2和图3所示，所述驱动单元包括毛刷电机2和皮带9；至少一所述摆动单元侧设置一毛刷电机2，毛刷电机2带动皮带9，进而带动清洁毛刷8旋转。

作为优选实施例，如图2和图3所示，两个所述支撑板7上均设置有限位装置6，所述摆动单元上设置有卡死机构；当摆动单元触发追踪式光伏组件末端的限位装置6时，卡死机构锁紧摆动单元，当摆动单元触发追踪式光伏组件首端的限位装置6时，卡死机构松开摆动单元。

还包括控制中枢，所述控制中枢分别与传动单元、驱动单元的电气元件电连接，控制中枢与限位装置6的电气元件电连接。电气元件包括电机和触发器等。

一种追踪式光伏组件清洁装置的清洁方法，包括以下步骤：

传动单元带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧移动；驱动单元带动所述清洁毛刷8转动进行清洁太阳电池板1表面。

还包括往复清扫步骤：

清洁毛刷8置于追踪式光伏组件的首端时，开启清扫第一个太阳电池板1表面，当一块太阳电池板1清洁完毕后，随着传动单元继续运动，清洁毛刷8离开已清洁完毕的太阳电池板1，在自重下，摆动杆4-2落至最低处，直到接触下一块太阳电池板1，依次充分进行下一个太阳电池板1表面清洁；

清洁毛刷8运动至追踪式光伏组件的末端时，摆动单元触发限位装置6；卡死机构锁紧摆动单元，保持清洁毛刷8在高位；同时传动单元反转，带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧反向移动回到首端；

当摆动单元触发追踪式光伏组件首端的限位装置6时，卡死机构松开摆动单元；再次清洁启动后，摆动单元带动清洁毛刷8重新贴合太阳电池板1表面。

以下结合具体实施例和附图对本发明进行详细说明。

实施例

如图1至图3所示，一种追踪式光伏组件清洁装置，现有追踪式光伏组件基础上，包括支撑板7和清洁毛刷8；结合图1，右侧为首端，左侧为末端。清洁装置由右侧开始清洁工作。

支撑板7与追踪式光伏组件的追踪转轴10连接；支撑板7上架设导轮5-2和传动带3，传动带3和清洁毛刷8通过支架4连接，清洁毛刷8贴合在太阳电池板1表面；传动电机5-1带动导轮5-2转动，进而带动传动带3运动；

支架4包括支架底座4-1和摆动杆4-2，支架底座4-1固定在传动带3上，底座4-1与摆动杆4-2一端铰接，摆动杆4-2另一端铰接清洁毛刷8；支架底座4-1侧面连接毛刷电机2，毛刷电机2带动皮带9，进而带动清洁毛刷8旋转。

所述支撑板7上设置有限位装置6。首端的限位装置6为与太阳电池板1表面成锐角的挡板。所述摆动杆4-2的长度大于太阳电池板1高点与传动带3的垂直距离。

还包括控制中枢，所述控制中枢分别与毛刷电机2、传动电机5-1电连接。所述限位装置6包括与支撑板7连接的挡板和设置在挡板上的触发器，触发器可以为压电片。压电片与控制中枢电连接。所述挡板高度大于摆动单元的高度。

所述清洁毛刷8端部设置有轴承和套筒，摆动杆4-2端部与轴承连接，皮带9与套筒连接。

上述清洁装置的清洁方法包括以下步骤：

1)在现有太阳电池板1上，每一组串设置若干与追踪转轴10连接的支撑板7，并在支撑板7上架设导轮5-2和传动带3，传动带3和清洁毛刷8通过支架4连接，清洁毛刷8贴合在太阳电池板1表面；

2)传动电机5-1带动导轮5-2转动，进而带动传动带3运动；

3)支架底座4-1固定在传动带3上，底座4-1与摆动杆4-2一端铰接，摆动杆4-2另一端铰接清洁毛刷8；

4)支架底座4-1侧面连接毛刷电机2，电机2带动皮带9，进而带动清洁毛刷8旋转；

5)当传动带3运动时，支架4，清洁毛刷8跟随运动。清洁毛刷8在太阳电池板1和支架4的几何限位作用下沿太阳电池板1表面向斜上方运动。同时，毛刷电机2带动清洁毛刷8旋转。两者结合，起到清洁太阳电池板1整个表面的作用；

6)当一块太阳电池板1清洁完毕后，随着传动带3继续运动，清洁毛刷8离开已清洁完毕的太阳电池板1，在自重下，摆动杆4-2落至最低处，直到接触下一块太阳电池板1，再重复5)，进行下一次清洁；

7)清洁毛刷8两头都有支架4和传动带3，其中一侧支架4，传动带3没有动力，只有从动和支撑作用；

8)每一串太阳电池板1首尾的导轮5-2旁设置限位装置6，当清洁装置运行到尾部时，支架4和限位装置6接触，依靠限位装置6的几何形状，触发支架底座4-1，将摆动杆4-2卡死，保持清洁毛刷8在高位，以便清洁装置复位到太阳电池板1首部。同时传动电机5-1反转，清洁装置反向运动达到复位效果。

9)清洁装置运行回到首部时，支架4与限位装置6接触，依靠限位装置6的几何形状，触发支架底座4-1，不再卡死摆动杆4-2。再次清洁时，摆动杆4-2带动清洁毛刷8重新贴合太阳电池板1表面。

本发明一种追踪式光伏组件清洁装置，在已建成光伏电站的基础上，进行清洁装置增设。无需大量施工。参考图图2，本发明原理为利用追踪式光伏组件维护或检测时期，在追踪转轴10上安装支撑板7，支撑板上安装传动电机5-1，导轮5-2和限位装置6，导轮5-2上连接传动带3，传动带上固定支架底座4-1，支架底座4-1上安装毛刷电机2和摆动杆4-2，摆动杆4-2连接清洁毛刷8。调整整体调整位置后将清洁毛刷8摆放在首部太阳电池板1底部。

毛刷电机2和传动电机5-2的作用不同，应注意毛刷电机2应选择转速较快的类型，传动电机5-2则应选择转速较低但扭矩大的类型。这样会使清洁毛刷8快速旋转而清洁装置在每一块太阳电池板1上都可以运行较长时间，可以保证清洁效果。

传动电机5-1既可以为每一组清洁装置单独设置，也可以在地面设置，使一台电机5-1可以带动一套或多套清洁装置运动。

清洁装置在室外运行，应注意防风雨，防灰尘，同时清洁毛刷8要定期清洁更换。

综上，本发明清洁效果良好。自身结构比较简单，可自动运行，成本低，效果好，适合推广应用。

以上披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施例和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为申请人没有将该主题考虑为所公开的发明主题的一部分。

Claims (10)

1.一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，包括：支撑板(7)、传动单元、摆动单元、驱动单元和清洁毛刷(8)；

两个所述支撑板(7)分别设置在追踪式光伏组件的首端和末端，且均与追踪转轴(10)连接；

两个传动单元分别设置在追踪式光伏组件的两侧且分别与两个所述支撑板(7)两侧连接，每个传动单元连接一摆动单元并带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧移动；

所述摆动单元与清洁毛刷(8)连接，清洁毛刷(8)横跨太阳电池板(1)两端设置；至少一个摆动单元上设置有驱动单元，驱动单元带动所述清洁毛刷(8)转动。

2.根据权利要求1所述的一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，所述传动单元包括传动电机(5-1)、导轮(5-2)和传动带(3)；所述传动电机(5-1)设置在支撑板(7)上，所述传动电机(5-1)带动导轮(5-2)转动，进而带动传动带(3)运动。

3.根据权利要求1所述的一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，所述摆动单元包括支架底座(4-1)和摆动杆(4-2)，支架底座(4-1)固定在传动单元上，底座(4-1)与摆动杆(4-2)一端铰接，摆动杆(4-2)另一端铰接清洁毛刷(8)。

4.根据权利要求1所述的一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，所述驱动单元包括毛刷电机(2)和皮带(9)；

至少一所述摆动单元侧设置一毛刷电机(2)，毛刷电机(2)带动皮带(9)，进而带动清洁毛刷(8)旋转。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，两个所述支撑板(7)上均设置有限位装置(6)，所述摆动单元上设置有卡死机构；当摆动单元触发追踪式光伏组件末端的限位装置(6)时，卡死机构锁紧摆动单元，当摆动单元触发追踪式光伏组件首端的限位装置(6)时，卡死机构松开摆动单元。

6.根据权利要求5所述的一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，所述限位装置(6)包括与支撑板(7)连接的挡板和设置在挡板上的触发器。

7.根据权利要求6所述的一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，所述挡板高度大于摆动单元的高度。

8.根据权利要求5所述的一种追踪式光伏组件清洁装置，其特征在于，还包括控制中枢，所述控制中枢分别与传动单元、驱动单元的电气元件电连接，控制中枢与限位装置(6)的电气元件电连接。

9.一种追踪式光伏组件清洁装置的清洁方法，其特征在于，包括以下步骤：

传动单元带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧移动；驱动单元带动所述清洁毛刷(8)转动进行清洁太阳电池板(1)表面。

10.根据权利要求9所述的一种追踪式光伏组件清洁装置的清洁方法，其特征在于，还包括往复清扫步骤：

清洁毛刷(8)置于追踪式光伏组件的首端时，开启清扫第一个太阳电池板(1)表面，当一块太阳电池板(1)清洁完毕后，随着传动单元继续运动，清洁毛刷(8)离开已清洁完毕的太阳电池板(1)，在自重下，摆动杆(4-2)落至最低处，直到接触下一块太阳电池板(1)，依次充分进行下一个太阳电池板(1)表面清洁；

清洁毛刷(8)运动至追踪式光伏组件的末端时，摆动单元触发限位装置(6)；卡死机构锁紧摆动单元，保持清洁毛刷(8)在高位；同时传动单元反转，带动摆动单元沿追踪式光伏组件两侧反向移动回到首端；

当摆动单元触发追踪式光伏组件首端的限位装置(6)时，卡死机构松开摆动单元；再次清洁启动后，摆动单元带动清洁毛刷(8)重新贴合太阳电池板(1)表面。

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