CN113193829A - 一种太阳能板清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种太阳能板清洗装置，它包括支架、安装于所述支架上的真空吸尘机构、高压水冲洗机构、电能转换系统以及活动安装于所述支架顶部的清洗小车机构；所述支架顶部可安装多块太阳能板，太阳能板能够向电能转换系统输送电能；所述真空吸尘机构用于吸附太阳能板上的灰尘；所述高压水冲洗机构用于对太阳能板进行冲洗；所述清洗小车机构能够在支架顶部移动并配合真空吸尘机构和高压水冲洗机构对太阳能板进行同步清洗；所述电能转换系统用于向各机构同步供电以完成自动清洗。本发明能够定期自动清洁太阳能板，无需人工操作，在清洗小车机构移动的同时能够实现吸尘、水洗和刷洗的同步结合，清洗更加充分，清洁效率较高，节约清洗时间和电能。
Description
技术领域
本发明涉及装备制造技术领域，特别是涉及一种太阳能板清洗装置。
背景技术
太阳能板长年在露天环境下工作，因此，在太阳能板上会集聚大量粉尘，光伏玻璃表面上沙土、花粉、鸟类粪便等物质的堆积，会导致太阳能电池板的发电效率急剧下降，发电量下降约为4％-15％，如按照2020年全球装机量预计将达到500GW左右计算，每年因灰尘降低发电量而造成的经济损失将高达50亿美元。随着电站装机量的不断增长，这一损失会愈发严重，到2030年全球装机总量约1400GW时，灰尘造成的经济损失预计将高达130亿美元。以一年的沉积量来看，若是普通灰尘最高可导致发电功率衰减40％，但若是油性灰尘，衰减率将高达60％。小小的灰尘可以让光伏发电项目每年损失数几千万美元。因此，设计一种能及时对太阳能板进行清理的设备是很有必要的。
然而，现有的太阳能板清洗设备不能做到定期自动清洁，需要人工控制操作，不太方便，且清洗效果往往不佳，易残留一些灰尘，影响太阳能电池板的发电效率。再者，传统的清洗设备清洗效率不是很高，水洗和刷洗一般都是分开进行的，比较耗费时间和电能，有的清洗小车工作刷洗时比较缓慢，需要多次反复刷洗，消耗的时间和电能较多。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种太阳能板清洗装置，它能定期自动清洁太阳能板，无需人工操作，清洗更加充分，清洁效率较高。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种太阳能板清洗装置，它包括支架，安装于所述支架上的真空吸尘机构、高压水冲洗机构、电能转换系统，以及活动安装于所述支架顶部的清洗小车机构；
所述支架顶部可安装多块太阳能板，太阳能板能够向电能转换系统输送电能；
所述真空吸尘机构用于吸附太阳能板上的灰尘；
所述高压水冲洗机构用于对太阳能板进行冲洗；
所述清洗小车机构能够在支架顶部移动并配合真空吸尘机构和高压水冲洗机构对太阳能板进行同步清洗；
所述电能转换系统用于向各机构同步供电以完成自动清洗。
进一步，所述真空吸尘机构包括吸尘器，接通所述吸尘器的吸尘器软管，设置于所述吸尘器软管上的吸尘器电磁阀，以及设置于所述吸尘器软管端部的吸入口；
所述吸尘器通过固定平台固定安装于支架底部，所述吸入口安装于清洗小车机构上并能够跟随移动。
进一步，所述高压水冲洗机构包括高压管道泵，接通所述高压管道泵的进水软管，设置于所述进水软管上的水管电磁阀，以及设置于所述进水软管端部的喷嘴；
所述高压管道泵固定安装于支架底部，所述喷嘴安装于清洗小车机构上并能够跟随移动。
进一步，所述电能转换系统包括光伏逆变器，所述光伏逆变器通过固定板固定安装于支架中部。
进一步，所述清洗小车机构包括清洗小车和横移装置，所述横移装置活动安装于支架顶部并可在支架顶部沿X向移动，所述清洗小车活动安装于横移装置上并可在横移装置上沿Y向移动。
进一步，所述清洗小车包括车体机架，转动连接在所述车体机架上的第一转动刷、第二转动刷，固定设置在所述车体机架上的Y向电机，以及转动安装在所述车体机架两侧的驱动轮和从动轮；
所述驱动轮和从动轮均滚动安装于所述横移装置上，所述Y向电机转动时能够控制第一转动刷和第二转动刷向相反的方向同步转动，并带动驱动轮同步转动以驱使车体机架在横移装置上沿Y向移动。
进一步，所述第一转动刷一端固定设置有第一转动刷齿轮，所述第二转动刷同一端固定设置有第二转动刷齿轮，所述Y向电机通过电机连接板固定安装于车体机架一侧，且Y向电机输出端固定连接有Y向电机齿轮，所述驱动轮之间同轴心安装有驱动轴，所述驱动轴上固定设置有驱动轴齿轮；
所述电机连接板上还转动安装有过桥齿轮，且所述过桥齿轮与Y向电机齿轮啮合，所述驱动轴齿轮与第一转动刷齿轮啮合，所述第一转动刷齿轮与Y向电机齿轮啮合，所述第二转动刷齿轮与过桥齿轮啮合；
所述Y向电机齿轮转动时能够带动第一转动刷齿轮和第二转动刷齿轮向相反的方向同步转动，并通过第一转动刷齿轮带动驱动轴齿轮同步转动。
进一步，所述横移装置包括主横梁，固接于所述主横梁上的Y向导轨，以及固定设置在所述主横梁上的X向电机；
所述清洗小车的驱动轮和从动轮均滚动安装于所述Y向导轨上并可通过所述主横梁进行限位，所述X向电机能够控制主横梁和Y向导轨沿X向移动。
进一步，所述X向电机通过电机转接板固定安装于主横梁一端，且X向电机输出端固定连接有X向电机齿轮；
所述支架顶部两端设置有X向导轨，且所述X向导轨顶部固设有齿条，所述X向电机齿轮与所述齿条啮合；
所述X向导轨两端还设置有限位块，用于限制横移装置在X向上的两端位置。
进一步，所述主横梁底端还设置有X向导向轮，所述X向导向轮紧贴X向导轨进行滚动导向并受两端限位块限位；
所述车体机架底端还固接有连接角铁，所述连接角铁侧面安装有Y向导向轮，所述Y向导向轮紧贴Y向导轨进行滚动导向。
采用了上述技术方案，本发明具有以下的有益效果：
1.本发明利用太阳能板产生的电能，再通过电能转换系统自动向各机构提供电能，从而实现定期自动清洁，无需人工操作，提高便捷实用性。通过真空吸尘机构、高压水冲洗机构以及清洗小车机构的相互配合，实现吸尘、水洗和刷洗的同步工作，能够使清洗效果更加充分，保证太阳能板的发电效率，同时提高清洗效率，节约清洗时间和电能。
2.本发明采用高压管道泵对太阳能板进行水洗冲刷，利用吸尘器清理太阳能板表面的尘埃，通过清洗小车转动刷对太阳能板上的灰尘及杂物进行清扫刷洗，且吸尘器吸入口和水洗喷嘴均安装于清洗小车上，能够跟随清洗小车同步移动，配合转动刷同步完成多功能清洗工作，使得清洗效果更加充分，清洗效率大大提高。
3.本发明清洗小车机构上设置X向电机和Y向电机，配合在X向导轨和Y向导轨上能够实现全面移动，覆盖所有太阳能板清洗位置，并配合吸尘、水洗、刷洗，一边移动一边清洗，使清洗效果更充分，效率更高。
4.本发明通过Y向电机工作，利用多齿轮联动的设计，使得清洗小车在移动的同时也能够刷洗，电能利用效率更高，节约了部分电能。具体通过Y向电机的转动，带动Y向电机齿轮转动，带动第一转动刷齿轮和过桥齿轮转动，配合过桥齿轮能够带动第二转动刷齿轮转动，并且能够使第一转动刷齿轮和第二转动刷齿轮向相反的方向转动，让第一转动刷和第二转动刷同时向相反方向转动刷洗，这样能够使得清洗效果更佳；而第一转动刷齿轮同时带动驱动轴齿轮转动，以驱使驱动轮转动带着小车实现同步移动，如此通过单个Y向电机就可实现小车移动和两个转动刷的相反方向刷洗，使得电能转化效率大大提高，节省了部分电能，也能提高清洗效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1中A部的结构放大示意图；
图3为图1中B部的结构放大示意图；
图4为图1中C部的结构放大示意图；
图5为图1中D部的结构放大示意图；
图6为本发明的前视图；
图7为图6中B-B截面的局部剖视图；
图8为本发明的左视图；
图9为图8中C-C截面的局部剖视图；
图10为本发明的俯视图；
图11为本发明的后侧结构示意图；
其中，1.支架；2.真空吸尘机构；3.高压水冲洗机构；4.电能转换系统；5.清洗小车机构；11.太阳能板；12.固定平台；13.固定板；14.X向导轨；15.齿条；16.限位块；21.吸尘器；22.吸尘器软管；23.吸尘器电磁阀；24.吸入口；31.高压管道泵；32.进水软管；33.水管电磁阀；34.喷嘴；41.光伏逆变器；50.清洗小车；51.横移装置；500.车体机架；501.第一转动刷；502.第二转动刷；503.Y向电机；504.驱动轮；505.从动轮；506.电机连接板；507.驱动轴；510.主横梁；511.Y向导轨；512.X向电机；513.电机转接板；5000.连接角铁；5001.Y向导向轮；5010.第一转动刷齿轮；5020.第二转动刷齿轮；5030.Y向电机齿轮；5060.过桥齿轮；5070.驱动轴齿轮；5100.X向导向轮；5120.X向电机齿轮。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
如图1-11所示，在本实施例中，提供一种太阳能板清洗装置，它由支架1、安装于支架1上的真空吸尘机构2、高压水冲洗机构3、电能转换系统4以及活动安装于支架1顶部的清洗小车机构5所构成。支架1顶部可安装多块太阳能板11，用于发电。真空吸尘机构2用于吸附太阳能板11上的灰尘，高压水冲洗机构3用于对太阳能板11进行冲洗，清洗小车机构5能够在支架1顶部移动并配合真空吸尘机构2和高压水冲洗机构3对太阳能板11进行同步清洗，提高清洗效率，使清洗更加充分。电能转换系统4分别与太阳能板11、真空吸尘机构2、高压水冲洗机构3以及清洗小车机构5电性连接，太阳能板11能够优先向电能转换系统4输送少量电能，而电能转换系统4可以定期向各机构同步供电以完成自动清洗工作，无需人工操作，便捷实用。支架1顶部一边为清洗小车机构5设有停歇的空位，平时不使用时或者清洗完毕可以停留在空位上，不影响太阳能板11正常发电工作。
具体地，为了提高清洗效果和效率，本实施例将吸尘、水洗、刷洗工作保持同步进行，且小车机构边移动边进行清洗。其中真空吸尘机构2具体由吸尘器21、接通吸尘器21的吸尘器软管22、设置于吸尘器软管22上的吸尘器电磁阀23以及设置于吸尘器软管22端部的吸入口24所组成，吸尘器21通过固定平台12固定安装于支架1底部，吸入口24安装于清洗小车机构5上并能够跟随移动。高压水冲洗机构3具体由高压管道泵31、接通高压管道泵31的进水软管32、设置于进水软管32上的水管电磁阀33以及设置于进水软管32端部的喷嘴34所组成，高压管道泵31固定安装于支架1底部，喷嘴34安装于清洗小车机构5上并能够跟随移动。本实施例中的电能转换系统4优选为光伏逆变器41，光伏逆变器41通过固定板13固定安装于支架1中部，太阳能板11为光伏逆变器41输送部分电能，光伏逆变器41能够为吸尘器21、高压管道泵31和清洗小车机构5定期提供电能。当定期需要清洗时，光伏逆变器41为各机构同步输送电能，吸尘器21通电工作，吸尘器电磁阀23通电自动开启，通过吸尘器软管22和端部吸入口24进行表面吸尘工作，高压管道泵31通电工作，水管电磁阀33通电自动开启，高压管道泵31将自来水通过进水软管32从喷嘴34喷洒出来，进行表面水冲洗，清洗小车机构5通电在太阳能板11上方移动并对表面进行刷洗工作，由于吸入口24和喷嘴34都安装在清洗小车机构5上，所以在清洗小车机构5移动的同时，能够在同区域实现吸尘、水洗和刷洗的同步工作，保证清洗效果更加充分，清洗效率大大提高，以最短的时间完成清洗表面的工作，节约电能。
具体地，为了完成清洗小车机构5的全面清洗和移动，本实施例中的清洗小车机构5具体由清洗小车50和横移装置51组成，其中横移装置51活动安装于支架1顶部并可在支架1顶部沿X向移动，清洗小车50活动安装于横移装置51上并可在横移装置51上沿Y向移动。清洗小车50具体由车体机架500、转动连接在车体机架500上的第一转动刷501和第二转动刷502、固定设置在车体机架500上的Y向电机503以及转动安装在车体机架500两侧的驱动轮504和从动轮505所组成。横移装置51具体由主横梁510、固接于主横梁510上的Y向导轨511以及固定设置在主横梁510上的X向电机512所组成。其中清洗小车50的驱动轮504和从动轮505均滚动安装于Y向导轨511上。当Y向电机503转动时，能够控制驱动轮504转动并沿Y向导轨511滚动以实现整体小车的Y向移动，驱动轮504和从动轮505滚动到Y向导轨511两端时都能够通过主横梁510进行限位，避免滑落问题。而X向电机512能够控制主横梁510和Y向导轨511沿X向移动，进而带动其上的清洗小车50进行X向移动。如此清洗小车50能够移动覆盖所有太阳能板11，实现全面清洗。
具体地，横移装置51可以通过齿轮啮合的方式实现X向移动，这样更加精准且停止时更加稳定。本实施例中的X向电机512通过电机转接板513固定安装于主横梁510一端，且X向电机512输出端固定连接有X向电机齿轮5120，支架1顶部前后两端设置有X向导轨14，且X向导轨14顶部固设有齿条15，X向电机齿轮5120与齿条15啮合。当X向电机512转动时，带动X向电机齿轮5120转动并沿着X向导轨14上的齿条15啮合滚动，进而带动主横梁510和Y向导轨511沿X向移动，使得位置移动时更加精准，且确定了X向位置进行清洗时，能够保证清洗小车50移动清洗更加稳定。当然在X向导轨14两端还设置有限位块16，用于限制横移装置51在X向上的两端位置，防止脱落。
为了进一步提高清洗效率，提高电能转化效率，以消耗尽量少的电能来完成最大化的清洗工作效果，本实施例利用多齿轮联动的设计，使得清洗小车50在移动的同时也能够同步刷洗。具体地，第一转动刷501一端固定设置有第一转动刷齿轮5010，第二转动刷502同一端固定设置有第二转动刷齿轮5020，Y向电机503通过电机连接板506固定安装于车体机架500一侧，且Y向电机503输出端固定连接有Y向电机齿轮5030，驱动轮504之间同轴心安装有驱动轴507，驱动轴507上固定设置有驱动轴齿轮5070，电机连接板506上还转动安装有过桥齿轮5060，过桥齿轮5060与Y向电机齿轮5030保持同一高度，且过桥齿轮5060与Y向电机齿轮5030啮合，驱动轴齿轮5070与第一转动刷齿轮5010啮合，第一转动刷齿轮5010与Y向电机齿轮5030啮合，第二转动刷齿轮5020与过桥齿轮5060啮合。采用上述啮合方式，在Y向电机齿轮5030转动时，能够直接带动第一转动刷齿轮5010和过桥齿轮5060同步转动，一方面第一转动刷齿轮5010能够进一步带动驱动轴齿轮5070同步转动，从而带动驱动轴507和两侧的驱动轮504跟随转动，以完成清洗小车50在Y向导轨511上的移动；另一方面过桥齿轮5060能够进一步带动第二转动刷齿轮5020同步转动，且因为过桥齿轮5060的存在，使得第一转动刷齿轮5010和第二转动刷齿轮5020能够向相反的方向转动，因此保证了第一转动刷501和第二转动刷502在刷洗时能够向相反方向转动刷洗，区别于传统单向的刷洗或者是多次来回刷洗，这样的方式在小车移动刷洗过程中能够使得清洗效果更加充分，配合水洗和吸尘的清洗更加干净，节省了清洗时间。同时，在上述啮合方式下，Y向电机齿轮5030单独转动即可实现清洗小车50的移动以及两转动刷的刷洗，即Y向电机503工作能够同步实现清洗小车50的移动以及两转动刷的刷洗功能，因此使得电能转化效率大大提高，提高清洗效率、效果的同时还能节省部分电能。
为了保证X向移动和Y向移动时能够更加顺畅且准确，本实施例中的主横梁510底端还设置有X向导向轮5100，X向导向轮5100能够紧贴X向导轨14进行滚动导向并受到两端限位块16限位。车体机架500底端还固接有连接角铁5000，连接角铁5000侧面横向安装有Y向导向轮5001，Y向导向轮5001能够紧贴Y向导轨511进行滚动导向。如此在清洗小车50沿Y向导轨511进行移动时，横移装置51沿X向导轨14进行移动时，都可以保证移动的准确性以及稳定性，进而保证整个清洗工作的顺利进行。
以上的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能板清洗装置，其特征在于：包括支架(1)，安装于所述支架(1)上的真空吸尘机构(2)、高压水冲洗机构(3)、电能转换系统(4)，以及活动安装于所述支架(1)顶部的清洗小车机构(5)；
所述支架(1)顶部可安装多块太阳能板(11)，太阳能板(11)能够向电能转换系统(4)输送电能；
所述真空吸尘机构(2)用于吸附太阳能板(11)上的灰尘；
所述高压水冲洗机构(3)用于对太阳能板(11)进行冲洗；
所述清洗小车机构(5)能够在支架(1)顶部移动并配合真空吸尘机构(2)和高压水冲洗机构(3)对太阳能板(11)进行同步清洗；
所述电能转换系统(4)用于向各机构同步供电以完成自动清洗。
2.根据权利要求1所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述真空吸尘机构(2)包括吸尘器(21)，接通所述吸尘器(21)的吸尘器软管(22)，设置于所述吸尘器软管(22)上的吸尘器电磁阀(23)，以及设置于所述吸尘器软管(22)端部的吸入口(24)；
所述吸尘器(21)通过固定平台(12)固定安装于支架(1)底部，所述吸入口(24)安装于清洗小车机构(5)上并能够跟随移动。
3.根据权利要求1所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述高压水冲洗机构(3)包括高压管道泵(31)，接通所述高压管道泵(31)的进水软管(32)，设置于所述进水软管(32)上的水管电磁阀(33)，以及设置于所述进水软管(32)端部的喷嘴(34)；
所述高压管道泵(31)固定安装于支架(1)底部，所述喷嘴(34)安装于清洗小车机构(5)上并能够跟随移动。
4.根据权利要求1所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述电能转换系统(4)包括光伏逆变器(41)，所述光伏逆变器(41)通过固定板(13)固定安装于支架(1)中部。
5.根据权利要求1-4任一项所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述清洗小车机构(5)包括清洗小车(50)和横移装置(51)，所述横移装置(51)活动安装于支架(1)顶部并可在支架(1)顶部沿X向移动，所述清洗小车(50)活动安装于横移装置(51)上并可在横移装置(51)上沿Y向移动。
6.根据权利要求5所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述清洗小车(50)包括车体机架(500)，转动连接在所述车体机架(500)上的第一转动刷(501)、第二转动刷(502)，固定设置在所述车体机架(500)上的Y向电机(503)，以及转动安装在所述车体机架(500)两侧的驱动轮(504)和从动轮(505)；
所述驱动轮(504)和从动轮(505)均滚动安装于所述横移装置(51)上，所述Y向电机(503)转动时能够控制第一转动刷(501)和第二转动刷(502)向相反的方向同步转动，并带动驱动轮(504)同步转动以驱使车体机架(500)在横移装置(51)上沿Y向移动。
7.根据权利要求6所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述第一转动刷(501)一端固定设置有第一转动刷齿轮(5010)，所述第二转动刷(502)同一端固定设置有第二转动刷齿轮(5020)，所述Y向电机(503)通过电机连接板(506)固定安装于车体机架(500)一侧，且Y向电机(503)输出端固定连接有Y向电机齿轮(5030)，所述驱动轮(504)之间同轴心安装有驱动轴(507)，所述驱动轴(507)上固定设置有驱动轴齿轮(5070)；
所述电机连接板(506)上还转动安装有过桥齿轮(5060)，且所述过桥齿轮(5060)与Y向电机齿轮(5030)啮合，所述驱动轴齿轮(5070)与第一转动刷齿轮(5010)啮合，所述第一转动刷齿轮(5010)与Y向电机齿轮(5030)啮合，所述第二转动刷齿轮(5020)与过桥齿轮(5060)啮合；
所述Y向电机齿轮(5030)转动时能够带动第一转动刷齿轮(5010)和第二转动刷齿轮(5020)向相反的方向同步转动，并通过第一转动刷齿轮(5010)带动驱动轴齿轮(5070)同步转动。
8.根据权利要求7所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述横移装置(51)包括主横梁(510)，固接于所述主横梁(510)上的Y向导轨(511)，以及固定设置在所述主横梁(510)上的X向电机(512)；
所述清洗小车(50)的驱动轮(504)和从动轮(505)均滚动安装于所述Y向导轨(511)上并可通过所述主横梁(510)进行限位，所述X向电机(512)能够控制主横梁(510)和Y向导轨(511)沿X向移动。
9.根据权利要求8所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述X向电机(512)通过电机转接板(513)固定安装于主横梁(510)一端，且X向电机(512)输出端固定连接有X向电机齿轮(5120)；
所述支架(1)顶部两端设置有X向导轨(14)，且所述X向导轨(14)顶部固设有齿条(15)，所述X向电机齿轮(5120)与所述齿条(15)啮合；
所述X向导轨(14)两端还设置有限位块(16)，用于限制横移装置(51)在X向上的两端位置。
10.根据权利要求9所述的太阳能板清洗装置，其特征在于：所述主横梁(510)底端还设置有X向导向轮(5100)，所述X向导向轮(5100)紧贴X向导轨(14)进行滚动导向并受两端限位块(16)限位；
所述车体机架(500)底端还固接有连接角铁(5000)，所述连接角铁(5000)侧面安装有Y向导向轮(5001)，所述Y向导向轮(5001)紧贴Y向导轨(511)进行滚动导向。
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2021
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