光伏发电板系统的表面尘垢清除机构与工作方法
技术领域
本发明属于光伏发电系统领域。
背景技术
光伏发电板的表面随着时间的日积月累会逐渐累积灰尘,从而影响光伏发电的效率,在一些昼夜温差大而且有一定湿度的地区,夜晚空气中的水分会凝结在发电板的表面,并与光伏发电板的表面累积的灰尘结合,等待水分蒸发后光伏发电板的表面的尘土就会结垢,久而久之光伏发电板的表面会形成大量散在的尘垢,这种结垢而成的尘土只用水淋洗是不彻底的;
可以采用硬质的毛刷先将发电板的表面尘垢用干刷的方式剥离,然后用清水冲刷一遍即可;但是人工的方式并不适合大量铺设的光伏发电系统,本申请文件是针对性的设计一种自动化的除垢装置。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种光伏发电板系统的表面尘垢清除机构与工作方法,能自动化的清除掉发电板表面结垢状态下的尘土。
技术方案:为实现上述目的,本发明的光伏发电板系统的表面尘垢清除机构,包括通过光伏板支架支撑的光伏发电板;
所述光伏发电板上还安装有干刷脱垢机构和淋洗机构;所述干刷脱垢机构能沿所述光伏发电板的倾斜方向行走位移,并能将光伏发电板板面结垢的尘土与板面分离;所述淋洗机构安装在光伏发电板上端,所述淋洗机构喷出到光伏发电板板面的水能将已经与板面分离的结垢尘土带走。
所述淋洗机构安装在所述光伏发电板上端的水分流箱,所述水分流箱靠近光伏发电板的一侧阵列分布有若干出水喷头,所述出水喷头喷出的水洒向所述光伏发电板的板面上端,进而顺着光伏发电板的板面向下流。
进一步的,所述淋洗机构还包括水供给管,所述的水供给管的导出端连通所述水分流箱。
进一步的,所述干刷脱垢机构包括与所述光伏发电板平行的水平横梁,所述水平横梁的下侧平行设置有毛刷杆,所述毛刷杆的下侧沿长度方向阵列有硬质的刷垢毛刷,各所述刷垢毛刷的下端均接触到所述光伏发电板的板面。
进一步的,所述刷垢毛刷为硬质尼龙丝材质。
进一步的,所述水平横梁的左右两端分别连接有左行走机构和右行走机构,所述左行走机构能沿所述光伏发电板的左侧边长度方向行走,所述右行走机构能沿所述光伏发电板的右侧边长度方向行走。
进一步的,右行走机构包括与所述水平横梁右端垂直连接且向下延伸的右连接臂,所述右连接臂上通过电机支架固定安装有槽轮驱动电机,所述槽轮驱动电机的输出端驱动连接有主动槽轮,所述主动槽轮与所述光伏发电板的右侧边滚动配合;所述右连接臂上还通过右滚轮支架固定安装有第一被动轮座,所述第一被动轮座上转动安装有第一被动槽轮,所述第一被动槽轮与所述光伏发电板的右侧边滚动配合;
所述左行走机构包括与所述水平横梁左端垂直连接且向下延伸的左连接臂,所述左连接臂的下端通过左滚轮支架安装有第二滚轮座和第三滚轮座,所述第二滚轮座和第三滚轮座上分别转动安装有第二被动槽轮和第三被动槽轮;所述第二被动槽轮和第三被动槽轮均与所述光伏发电板的左侧边滚动配合。
进一步的,所述左连接臂和右连接臂上分别横向贯通有第一毛刷杆穿过孔和第二毛刷杆穿过孔,所述毛刷杆的左右端分别活动穿过第一毛刷杆穿过孔和第二毛刷杆穿过孔;所述毛刷杆的右端同轴心固定连接有弹簧挡盘,所述毛刷杆的右端套设有沿轴线压缩状态的弹簧,所述弹簧位于右连接臂与所述弹簧挡盘之间,从而使弹簧始终向右弹性顶压所述弹簧挡盘;
所述第二滚轮座与第三滚轮座之间设置有与光伏发电板平行的毛刷杆控制块,所述毛刷杆控制块的中部沿左右方向镂空设置有滑槽,且所述滑槽右端连通外界,所述毛刷杆控制块的右侧包括由滑槽分隔的第一弧面和第二弧面;
所述滑槽内滑动设置有滑块,所述滑槽的左端设置有电动伸缩器,所述电动伸缩器的伸缩杆末端固定连接所述滑块的左端,从而电动伸缩器能带动所述滑块在滑槽内左右位移;所述滑块的右侧面为拼接弧面,所述伸缩杆在伸出状态下,所述滑块右侧的拼接弧面刚好嵌入第一弧面与第二弧面之间,使第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成一个整体弧面,第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成的一个整体弧面为俯视轮廓为阿基米德螺线段的螺线摩擦弧面;
还包括与毛刷杆控制块垂直的转轴,所述转轴的轴线经过所述螺线摩擦弧面的螺线中心点a;所述转轴通过同步臂固定连接所述毛刷杆控制块;所述毛刷杆的下侧通过固定件垂直固定连接有柱状轴承座,所述柱状轴承座内通过轴承同轴心转动连接所述转轴;
所述滑槽右端的底部通过滚轮支架转动安装有滚轮,所述滚轮支架固定于所述毛刷杆控制块底部;
所述伸缩杆在缩回的状态下,所述滚轮与所述光伏发电板的左侧边滚动相切,弹簧向右的弹性顶压力在力平衡作用下使滚轮与所相切的左侧边之间形成顶压力;
伸缩杆在伸出状态下,所述第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成的所述螺线摩擦弧面与所述光伏发电板的左侧边相切,这时滚轮在螺线摩擦弧面左侧,从而使这时的滚轮与光伏发电板的左侧边形成间隙,这时弹簧向右的弹性顶压力在力平衡作用下使拼接而成的螺线摩擦弧面与所相切的左侧边之间形成顶压力;
所述滑块的上侧固定安装有刹车片支架,所述刹车片支架的上端通过横向杆固定连接有弧形刹车片,所述弧形刹车片的凹面为防滑材质,所述伸缩杆在缩回状态下,所述弧形刹车片的凹面紧贴在所述柱状轴承座的外柱面,从而使柱状轴承座与所述转轴不能相对转动。
进一步的,所述第一弧面、拼接弧面和第二弧面均为橡胶防滑材质。
进一步的,光伏发电板系统的表面尘垢清除机构的工作方法:
除垢区划分:
在光伏发电板的板面沿长度方向划分出若干矩形除垢区S,且任意矩形除垢区S的宽度尺寸均小于等于螺线摩擦弧面的弧长;
步骤一,干刷脱垢机构的行走到任意矩形除垢区S:
步骤二,干刷矩形除垢区S:
步骤三,淋洗机构冲洗。
有益效果:本发明的毛刷杆控制块整体以螺线中心点a来回往复转动的过程中,参考线c的长度会呈周期性的发生变化,根据传动关系可知,参考线c的长度呈周期性的变化会使毛刷杆产生呈周期性的轴向方向的位移;从而使毛刷杆在矩形除垢区S的范围内做沿光伏发电板的板面沿长度方向往复运动的基础上,毛刷杆还呈周期性沿轴向方向往复位移;从而使各个硬质的刷垢毛刷的下端对光伏发电板板面实施横纵两个方向的往复刮动,避免单一方向容易发生漏刷的过程,在刷垢毛刷横纵两个方向的往复刮动下使矩形除垢区S处的光伏发电板板面结垢的尘土与板面分离。
附图说明
附图1为本装置的整体结构示意图;
附图2为本装置的俯视图;
附图3为干刷脱垢机构示意图;
附图4为左行走机构放大结构第一状态示意图(步骤一的初始状态);
附图5为左行走机构放大结构第二状态示意图(第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成一个整体弧面的状态);
附图6为右行走机构的放大示意图;
附图7为“附图4”状态下的仰视视角示意图;
附图8为“附图4”状态下的拆卸示意图;
附图9为毛刷杆控制块第一状态下的俯视图(步骤一的初始状态);
附图10为毛刷杆控制块第二状态下的俯视图(第一弧面、拼接弧面和第二弧面拼接成一个整体弧面的状态)。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至10所示的光伏发电板系统的表面尘垢清除机构,包括通过光伏板支架9支撑的光伏发电板3;
光伏发电板3上还安装有干刷脱垢机构00和淋洗机构;干刷脱垢机构能沿光伏发电板3的倾斜方向行走位移,并能将光伏发电板3板面结垢的尘土与板面分离;淋洗机构安装在光伏发电板3上端,淋洗机构喷出到光伏发电板3板面的水能将已经与板面分离的结垢尘土带走。
淋洗机构安装在光伏发电板3上端的水分流箱4,水分流箱4靠近光伏发电板3的一侧阵列分布有若干出水喷头6,出水喷头6喷出的水洒向光伏发电板3的板面上端,进而顺着光伏发电板3的板面向下流。
淋洗机构还包括水供给管5,的水供给管5的导出端连通水分流箱4。
干刷脱垢机构00包括与光伏发电板3平行的水平横梁7,水平横梁7的下侧平行设置有毛刷杆10,毛刷杆10的下侧沿长度方向阵列有硬质的刷垢毛刷8,各刷垢毛刷8的下端均接触到光伏发电板3的板面。
刷垢毛刷8为硬质尼龙丝材质。
水平横梁7的左右两端分别连接有左行走机构1和右行走机构2,左行走机构1能沿光伏发电板3的左侧边3.2长度方向行走,右行走机构2能沿光伏发电板3的右侧边3.1长度方向行走。
右行走机构2包括与水平横梁7右端垂直连接且向下延伸的右连接臂16,右连接臂16上通过电机支架12固定安装有槽轮驱动电机11,槽轮驱动电机12的输出端驱动连接有主动槽轮17,主动槽轮17与光伏发电板3的右侧边3.1滚动配合;右连接臂16上还通过右滚轮支架78固定安装有第一被动轮座79,第一被动轮座79上转动安装有第一被动槽轮18,第一被动槽轮18与光伏发电板3的右侧边3.1滚动配合;
左行走机构1包括与水平横梁7左端垂直连接且向下延伸的左连接臂21,左连接臂21的下端通过左滚轮支架23安装有第二滚轮座26和第三滚轮座31,第二滚轮座26和第三滚轮座31上分别转动安装有第二被动槽轮27和第三被动槽轮28;第二被动槽轮27和第三被动槽轮28均与光伏发电板3的左侧边3.2滚动配合。
左连接臂21和右连接臂16上分别横向贯通有第一毛刷杆穿过孔19和第二毛刷杆穿过孔13,毛刷杆10的左右端分别活动穿过第一毛刷杆穿过孔19和第二毛刷杆穿过孔13;毛刷杆10的右端同轴心固定连接有弹簧挡盘14,毛刷杆10的右端套设有沿轴线压缩状态的弹簧15,弹簧15位于右连接臂16与弹簧挡盘14之间,从而使弹簧15始终向右弹性顶压弹簧挡盘14;
第二滚轮座26与第三滚轮座31之间设置有与光伏发电板3平行的毛刷杆控制块32,毛刷杆控制块32的中部沿左右方向镂空设置有滑槽35,且滑槽35右端连通外界,毛刷杆控制块32的右侧包括由滑槽35分隔的第一弧面42.1和第二弧面42.242.2;
滑槽35内滑动设置有滑块30,滑槽35的左端设置有电动伸缩器28,电动伸缩器38的伸缩杆39末端固定连接滑块30的左端,从而电动伸缩器38能带动滑块30在滑槽35内左右位移;滑块30的右侧面为拼接弧面43,伸缩杆39在伸出状态下,滑块30右侧的拼接弧面43刚好嵌入第一弧面42.1与第二弧面42.2之间,使第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面42.2拼接成一个整体弧面,第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面42.2拼接成的一个整体弧面为俯视轮廓为阿基米德螺线段的螺线摩擦弧面41;
还包括与毛刷杆控制块32垂直的转轴34,转轴34的轴线经过螺线摩擦弧面41的螺线中心点a;转轴34通过同步臂33固定连接毛刷杆控制块32;毛刷杆10的下侧通过固定件20垂直固定连接有柱状轴承座22,柱状轴承座22内通过轴承同轴心转动连接转轴34;
滑槽35右端的底部通过滚轮支架36转动安装有滚轮37,滚轮支架36固定于毛刷杆控制块32底部;
如图9,伸缩杆39在缩回的状态下,滚轮37与光伏发电板3的左侧边3.2滚动相切,弹簧15向右的弹性顶压力在力平衡作用下使滚轮37与所相切的左侧边3.2之间形成顶压力;
如图5和图10伸缩杆39在伸出状态下,第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面42.2拼接成的螺线摩擦弧面41与光伏发电板3的左侧边3.2相切,这时滚轮37在螺线摩擦弧面41左侧,从而使这时的滚轮37与光伏发电板3的左侧边3.2形成间隙,这时弹簧15向右的弹性顶压力在力平衡作用下使拼接而成的螺线摩擦弧面41与所相切的左侧边3.2之间形成顶压力;
滑块30的上侧固定安装有刹车片支架29,刹车片支架29的上端通过横向杆25固定连接有弧形刹车片24,弧形刹车片24的凹面40为防滑材质,伸缩杆39在缩回状态下,弧形刹车片24的凹面40紧贴在柱状轴承座22的外柱面22.1,从而使柱状轴承座22与转轴34不能相对转动。
第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面42.2均为橡胶防滑材质。
光伏发电板系统的表面尘垢清除机构的工作方法:
除垢区划分:
在光伏发电板3的板面沿长度方向划分出若干矩形除垢区S,且任意矩形除垢区S的宽度尺寸均小于等于螺线摩擦弧面41的弧长;
步骤一,干刷脱垢机构的行走到任意矩形除垢区S的过程:如图9
初始状态下伸缩杆39为缩回状态,这时弧形刹车片24的凹面40紧贴在柱状轴承座22的外柱面22.1,从而使柱状轴承座22与转轴34不能相对转动,进而使毛刷杆控制块32不能沿螺线中心点a回转;且这时滚轮37与光伏发电板3的左侧边3.2滚动相切,弹簧15向右的弹性顶压力在力平衡作用下使滚轮37与所相切的左侧边3.2之间形成顶压力,从而达到力平衡;这时启动槽轮驱动电机11,使主动槽轮17主动沿光伏发电板3的右侧边3.1滚动,进而带动刷脱垢机构00整体沿光伏发电板3的板面沿长度方向行走,直至刷脱垢机构00上的毛刷杆10到达任意矩形除垢区S的中部位置;
步骤二,往复干刷干刷矩形除垢区(S)的除垢过程:如图5和图10
控制伸缩杆39伸出,使滑块30向右运动,这时滑块30的向右运动会使弧形刹车片24的凹面40与柱状轴承座22的外柱面22.1脱开,从而使转轴34恢复自由状态;滑块30继续向右运动,直至滑块30右侧的拼接弧面43刚好嵌入第一弧面42.1与第二弧面42.2之间,使第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面42.2拼接成一个整体弧面,第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面42.2拼接成的一个整体弧面为俯视轮廓为阿基米德螺线段的螺线摩擦弧面41;这时第一弧面42.1、拼接弧面43和第二弧面42.2拼接成的螺线摩擦弧面41与光伏发电板3的左侧边3.2相切,且这时滚轮37在螺线摩擦弧面41左侧,从而使这时的滚轮37与光伏发电板3的左侧边3.2形成脱开间隙,这时弹簧15向右的弹性顶压力在力平衡作用下使拼接而成的螺线摩擦弧面41与所相切的左侧边3.2之间形成顶压力;将螺线摩擦弧面41与光伏发电板3的左侧边3.2相切的切点b与螺线中心点a的连线记为参考线c;这时控制槽轮驱动电机11呈周期性的正反转,进而带动刷脱垢机构00整体在矩形除垢区S的范围内沿光伏发电板3的板面沿长度方向来回往复运动,从而使毛刷杆10在矩形除垢区S的范围内做沿光伏发电板3的板面沿长度方向往复运动;与此同时刷脱垢机构00整体在矩形除垢区S的范围内沿光伏发电板3的板面沿长度方向来回往复运动的过程中,螺线摩擦弧面41与光伏发电板3左侧边3.2之间形成的摩擦力带动毛刷杆控制块32整体以螺线中心点a为中心来回往复转动;毛刷杆控制块32整体以螺线中心点a来回往复转动的过程中,参考线c的长度会呈周期性的发生变化,根据传动关系可知,参考线c的长度呈周期性的变化会使毛刷杆10产生呈周期性的轴向方向的位移;从而使毛刷杆10在矩形除垢区S的范围内做沿光伏发电板3的板面沿长度方向往复运动的基础上,毛刷杆10还呈周期性沿轴向方向往复位移;从而使各个硬质的刷垢毛刷8的下端对光伏发电板3板面实施横纵两个方向的往复刮动,避免单一方向容易发生漏刷的过程,在刷垢毛刷8横纵两个方向的往复刮动下使矩形除垢区S处的光伏发电板3板面结垢的尘土与板面分离,这时虽然结垢的尘土与板面分离了但还停留在板面上;本步骤结束后让本装置恢复到“步骤一”的初始状态;
步骤三,淋洗机构冲洗过程:各出水喷头6喷出的水,并洒向光伏发电板3的板面上端,进而顺着光伏发电板3的板面向下流过各个矩形除垢区S,进而水流带走已经与光伏发电板3板面分离的结垢尘土。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。