CN116351831A - 一种光伏组件自动化清洁装置 - Google Patents

Abstract

一种光伏组件自动化清洁装置，涉及光伏组件的清洁技术领域，包括沿纵向设置的固定安装主座，固定安装主座上分别设有吹扫刮擦组件和冲洗清洁组件；固定安装主座的横向外端面上固接有两个对称的步进电机，每个步进电机的输出轴末端分别固接有横向的驱动螺纹杆，固定安装主座上还固接有两根平行的支撑滑杆；吹扫刮擦组件包括转动连接架，转动连接架为中部向下凸出的异形架，转动连接架的内凹部分固接有水平的中空管，中空管的上端固接有若干个并列的气流喷头；转动连接架的外凸部分固接有水平的刮擦板。本发明解决了传统技术中的清洁装置在对光伏组件进行清洁时存在的高度和角度调节不便、移动清洁不便以及清洁方式单一、清洁效果差的问题。

Description

一种光伏组件自动化清洁装置

技术领域

本发明涉及光伏组件的清洁技术领域，具体涉及一种光伏组件自动化清洁装置。

背景技术

光伏组件是把若干数量的单体电池以串联和并联方式连接，然后再进行密封成一个整体，让其具有把太阳能转换成电能装置。

常见的光伏组件多为平板式封装结构。光伏组件最上一层为低铁高透钢化玻璃板，有两个作用，第一个是让光线透过照射到电池片作用，第二个就是把太阳能电池片固定支持作用。组件中间一层是由聚合物EVA和太阳电池组成，EVA 聚合物把太阳电池包裹起来，起到固定及保护太阳电池作用。组件最下一层由抗老化、耐腐蚀同时具有良好的电绝缘性能的合金复合膜组成。

安装在室外的光伏组件经过风吹日晒，会存在积灰的问题，具体来说，由于组件铝边框限制加之水的张力，灰水混合物被阻挡在光伏组件最低处，水蒸发干之后就会形成宽窄不一、厚薄不同积灰带；组件下沿积灰带遮挡了入射光线，该区域电池片发电量将明显下降或变为阻性原件。由于组件内部为串联，并且受影响的电池片将直接导致该串电池片的电流、电压整体下降，从而引起内部旁路二极管导通，组件总输出功率下降，导致热斑效应，增加安全隐患，减少组件寿命。

传统人工清灰不及时，高空作业存在较大的安全隐患，且会造成踩踏组件造成组件隐裂等隐形伤害，投资高、损伤大，收益低。

市面上所谓机器人清洗也未能摆脱人工清洗范畴，且机器存在更换配件、损坏维修困难等弊端。

更具体地，光伏组件的清洁处理过程中还存在以下几个问题：

1、不同场景下，板形光伏组件的安装高度及角度是各不相同的，这使得在对不同的光伏组件进行清洁时，需要根据实际情况实时地对清洁设备的工作高度及工作角度进行调节，操作繁琐，使用不便。

2、移动清洁不便。具体来说，由于光伏组件通常面积较大且被整体固定在光伏支架上，这就导致现有的清洁方式在对其表面进行清洁时，存在固定清洁范围受限，存在清洁死角；拆卸清洁过程复杂，劳动强度大的问题。

3、清洁方式单一。具体来说，光伏组件表面的杂质除了浮土、树叶等干燥附着物，还常常会有泥土、鸟粪、粘稠物体等硬性异物，因而，只采用单一的清洁方式往往无法将杂质完全去除，整体的清洁效果差。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种光伏组件自动化清洁装置，用以解决传统技术中的清洁装置在对光伏组件进行清洁时存在的高度和角度调节不便、移动清洁不便以及清洁方式单一、清洁效果差的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种光伏组件自动化清洁装置，包括沿纵向设置的固定安装主座，所述固定安装主座上分别设有吹扫刮擦组件和冲洗清洁组件。

作为一种优化的方案，所述固定安装主座的横向外端面上固接有两个对称的步进电机，每个所述步进电机的输出轴末端分别固接有横向的驱动螺纹杆，每根所述驱动螺纹杆的末端分别穿过所述固定安装主座并横向延伸，所述固定安装主座上还固接有两根平行的支撑滑杆，每根所述支撑滑杆的末端分别沿横向延伸。

作为一种优化的方案，所述吹扫刮擦组件包括两个相对设置的滑动安装座，每个所述滑动安装座均为横向开口的U形座，所述滑动安装座紧贴所述固定安装主座的横向内端面设置，每个所述滑动安装座分别滑动卡装在相邻的所述驱动螺纹杆和所述支撑滑杆之间。

作为一种优化的方案，每个所述滑动安装座的上表面分别固接有固定卡环，两个所述固定卡环之间设有转动连接架，所述转动连接架为中部向下凸出的异形架，所述转动连接架的内凹部分固接有水平的中空管，所述中空管的上端固接有若干个并列的气流喷头。

作为一种优化的方案，所述转动连接架的外凸部分固接有水平的刮擦板。

作为一种优化的方案，所述冲洗清洁组件设置于所述吹扫刮擦组件的外侧，包括两个沿纵向设置的滑动支撑架，其中，靠近所述固定安装主座的一个所述滑动支撑架固定安装在两个所述滑动安装座的侧端面上，两个所述滑动支撑架相平行，每个所述滑动支撑架均为开口向下的C形架 ，每个所述滑动支撑架的两端分别滑动安装在所述驱动螺纹杆及所述支撑滑杆上。

作为一种优化的方案，所述冲洗清洁组件还包括两个横向设置的喷淋冲洗管，两根所述喷淋冲洗管对称设置于两个所述滑动支撑架的纵向两侧，每根所述喷淋冲洗管分别转动安装在所述滑动支撑架上。

作为一种优化的方案，每个所述滑动支撑架的下表面上分别开设有两个对称的安装口，每个所述安装口内分别固接有竖向的驱动马达，所述驱动马达的输出轴向上穿过所述滑动支撑架并固接有水平的电控伸缩连杆。

作为一种优化的方案，每根所述电控伸缩连杆的伸缩末端分别固接有竖向的连接柱，所述连接柱的下端转动安装在所述喷淋冲洗管的上表面上。

作为一种优化的方案，其中一个所述滑动安装座的外端面上固接有转动驱动电机，另一个所述滑动安装座的外端面上固接有气泵。

作为一种优化的方案，所述转动驱动电机的输出轴末端固接有水平传动锥齿，所述转动连接架的末端固接有竖直传动锥齿，所述水平传动锥齿与所述竖直传动锥齿之间啮合传动。

作为一种优化的方案，所述气泵的上端固接连通有进气管，所述进气管的末端穿过所述转动连接架并固接连通至所述中空管。

作为一种优化的方案，所述固定安装主座的上表面固接有两个横向对称的供水箱，每个供水箱的上表面中心处分别固接有压力泵。

作为一种优化的方案，每个所述供水箱和与之对应的所述喷淋冲洗管之间分别设有弹簧供水管，每根所述弹簧供水管的一端固接连通至所述供水箱，另一端固接连通至所述喷淋冲洗管。

作为一种优化的方案，每根所述喷淋冲洗管的下端面分别固接有若干个并排设置的喷淋头。

作为一种优化的方案，所述固定安装主座的下方设有支撑底座，所述支撑底座的上方摆动设有支撑托板，所述支撑托板的上表面与所述固定安装主座的下表面相固接，所述支撑托板的一端转动安装在所述支撑底座上。

作为一种优化的方案，所述支撑底座内固接有竖向的液压伸缩缸，所述液压伸缩缸的上端与所述支撑托板的下表面支撑相抵。

作为一种优化的方案，所述支撑底座的下方设有固定脚架，所述支撑底座和所述固定脚架之间设有若干个升降伸缩缸，每个所述升降伸缩缸的上部伸缩端固接至所述支撑底座的下表面，每个所述升降伸缩缸的下部固定端固接至所述固定脚架的上表面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中设置的支撑底座上摆动设置的支撑托板可在液压伸缩缸的伸缩调节下进行装置整体的角度调节，并可在升降伸缩缸的驱动下进行高度调节，从而适应于不同情况下的光伏组件的清洁，使得光伏组件在不从光伏支架上拆下的情况下即可完成清洁工作。

本发明中分别设置了用于光伏组件表面干燥附作物清洁的吹扫刮擦组件和用于硬性异物清理的冲洗清洁组件，使得在一台装置上即可实现对于光伏组件上各种杂物的清理，既提高了清洁效率，又提升了清洁效果。

本发明中设置的吹扫刮擦组件和冲洗清洁组件可在步进电机的驱动下整体沿横向滑动，从而扩大清洁范围，减小清洁死角；另外，冲洗清洁组件中的喷淋冲洗管又可在驱动马达和电控伸缩连杆的驱动下任意改变喷淋冲洗的工作位置，便于使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明在俯视方向上的整体结构示意图；

图2为本发明在主视方向上的整体结构示意图；

图3为本发明在右侧视方向上的整体结构示意图；

图4为本发明中的吹扫刮擦组件在侧视方向上的结构示意图；

图5为本发明中的冲洗清洁组件在左侧视方向上的内部结构示意图。

图中：1-固定安装主座，2-步进电机，3-驱动螺纹杆，4-支撑滑杆，5-滑动安装座，6-固定卡环，7-转动连接架，8-中空管，9-气流喷头，10-刮擦板，11-转动驱动电机，12-气泵，13-水平传动锥齿，14-竖直传动锥齿，15-进气管，16-滑动支撑架，17-喷淋冲洗管，18-安装口，19-驱动马达，20-电控伸缩连杆，21-连接柱，22-供水箱，23-压力泵，24-弹簧供水管，25-喷淋头，26-支撑底座，27-支撑托板，28-液压伸缩缸，29-固定脚架，30-升降伸缩缸。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1至图5所示，一种光伏组件自动化清洁装置，包括沿纵向设置的固定安装主座1，固定安装主座1上分别设有吹扫刮擦组件和冲洗清洁组件。

固定安装主座1的横向外端面上固接有两个对称的步进电机2，每个步进电机2的输出轴末端分别固接有横向的驱动螺纹杆3，每根驱动螺纹杆3的末端分别穿过固定安装主座1并横向延伸。

固定安装主座1上还固接有两根平行的支撑滑杆4，每根支撑滑杆4的末端分别沿横向延伸。

吹扫刮擦组件包括两个相对设置的滑动安装座5，每个滑动安装座5均为横向开口的U形座，滑动安装座5紧贴固定安装主座1的横向内端面设置，每个滑动安装座5分别滑动卡装在相邻的驱动螺纹杆3和支撑滑杆4之间。

每个滑动安装座5的上表面分别固接有固定卡环6，两个固定卡环6之间设有转动连接架7，转动连接架7为中部向下凸出的异形架，转动连接架7的内凹部分固接有水平的中空管8，中空管8的上端固接有若干个并列的气流喷头9。

转动连接架7的外凸部分固接有水平的刮擦板10。

其中一个滑动安装座5的外端面上固接有转动驱动电机11，另一个滑动安装座5的外端面上固接有气泵12。

转动驱动电机11的输出轴末端固接有水平传动锥齿13，转动连接架7的末端固接有竖直传动锥齿14，水平传动锥齿13与竖直传动锥齿14之间啮合传动。

气泵12的上端固接连通有进气管15，进气管15的末端穿过转动连接架7并固接连通至中空管8。

冲洗清洁组件设置于吹扫刮擦组件的外侧，包括两个沿纵向设置的滑动支撑架16，其中，靠近固定安装主座1的一个滑动支撑架16固定安装在两个滑动安装座5的侧端面上，两个滑动支撑架16相平行，每个滑动支撑架16均为开口向下的C形架 ，每个滑动支撑架16的两端分别滑动安装在驱动螺纹杆3及支撑滑杆4上。

冲洗清洁组件还包括两个横向设置的喷淋冲洗管17，两根喷淋冲洗管17对称设置于两个滑动支撑架16的纵向两侧，每根喷淋冲洗管17分别转动安装在滑动支撑架16上。

每个滑动支撑架16的下表面上分别开设有两个对称的安装口18，每个安装口18内分别固接有竖向的驱动马达19，驱动马达19的输出轴向上穿过滑动支撑架16并固接有水平的电控伸缩连杆20。

每根电控伸缩连杆20的伸缩末端分别固接有竖向的连接柱21，连接柱21的下端转动安装在喷淋冲洗管17的上表面上。

固定安装主座1的上表面固接有两个横向对称的供水箱22，每个供水箱22的上表面中心处分别固接有压力泵23。

每个供水箱22和与之对应的喷淋冲洗管17之间分别设有弹簧供水管24，每根弹簧供水管24的一端固接连通至供水箱22，另一端固接连通至喷淋冲洗管17。

每根喷淋冲洗管17的下端面分别固接有若干个并排设置的喷淋头25。

固定安装主座1的下方设有支撑底座26，支撑底座26的上方摆动设有支撑托板27，支撑托板27的上表面与固定安装主座1的下表面相固接，支撑托板27的一端转动安装在支撑底座26上。

支撑底座26内固接有竖向的液压伸缩缸28，液压伸缩缸28的上端与支撑托板27的下表面支撑相抵。

支撑底座26的下方设有固定脚架29，支撑底座26和固定脚架29之间设有若干个升降伸缩缸30，每个升降伸缩缸30的上部伸缩端固接至支撑底座26的下表面，每个升降伸缩缸30的下部固定端固接至固定脚架29的上表面。

本发明在使用时：首先将装置整体放置在光伏板的一侧并固定，通过控制升降伸缩缸30及液压伸缩缸28的伸缩来调节装置整体的高度及倾斜角度，使之与光伏板的安装高度及角度保持一致；启动转动驱动电机11，转动驱动电机11带动转动连接架7转动一定角度，使中空管8上的气流喷头9与光伏板的表面形成一定的夹角，启动气泵12，气泵12向中空管8内通入压缩空气，压缩空气通过气流喷头9喷出，对光伏板表面的浮灰、树叶等进行吹扫；启动步进电机2，步进电机2带动驱动螺纹杆3转动，继而驱动滑动安装座5横向滑动，以增大空气吹扫的覆盖范围；使各机构复位，再次启动转动驱动电机11，驱动转动连接架7转动一定角度，使刮擦板10贴近光伏板的上表面；同时启动压力泵23，压力泵23将供水箱22内的清洁液通过弹簧供水管24压入到喷淋冲洗管17中，清洁液从喷淋头25喷射而出；同步启动驱动马达19，驱动马达19控制电控伸缩连杆20转动，电控伸缩连杆20自身伸缩，从而改变喷淋冲洗管17的空间位置，使得清洁液的喷淋能够完全覆盖整个光伏板的表面；再次启动步进电机2，步进电机2带动驱动螺纹杆3转动，从而驱动滑动安装座5及滑动支撑架16整体横向移动，对光伏板的上表面进行冲洗清洁和刮擦处理。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (7)

1.一种光伏组件自动化清洁装置，其特征在于：包括沿纵向设置的固定安装主座（1），所述固定安装主座（1）上分别设有吹扫刮擦组件和冲洗清洁组件；

所述固定安装主座（1）的横向外端面上固接有两个对称的步进电机（2），每个所述步进电机（2）的输出轴末端分别固接有横向的驱动螺纹杆（3），每根所述驱动螺纹杆（3）的末端分别穿过所述固定安装主座（1）并横向延伸，所述固定安装主座（1）上还固接有两根平行的支撑滑杆（4），每根所述支撑滑杆（4）的末端分别沿横向延伸；

所述吹扫刮擦组件包括两个相对设置的滑动安装座（5），每个所述滑动安装座（5）均为横向开口的U形座，所述滑动安装座（5）紧贴所述固定安装主座（1）的横向内端面设置，每个所述滑动安装座（5）分别滑动卡装在相邻的所述驱动螺纹杆（3）和所述支撑滑杆（4）之间；

每个所述滑动安装座（5）的上表面分别固接有固定卡环（6），两个所述固定卡环（6）之间设有转动连接架（7），所述转动连接架（7）为中部向下凸出的异形架，所述转动连接架（7）的内凹部分固接有水平的中空管（8），所述中空管（8）的上端固接有若干个并列的气流喷头（9）；

所述转动连接架（7）的外凸部分固接有水平的刮擦板（10）。

2.根据权利要求1所述的一种光伏组件自动化清洁装置，其特征在于：所述冲洗清洁组件设置于所述吹扫刮擦组件的外侧，包括两个沿纵向设置的滑动支撑架（16），其中，靠近所述固定安装主座（1）的一个所述滑动支撑架（16）固定安装在两个所述滑动安装座（5）的侧端面上，两个所述滑动支撑架（16）相平行，每个所述滑动支撑架（16）均为开口向下的C形架，每个所述滑动支撑架（16）的两端分别滑动安装在所述驱动螺纹杆（3）及所述支撑滑杆（4）上；

所述冲洗清洁组件还包括两个横向设置的喷淋冲洗管（17），两根所述喷淋冲洗管（17）对称设置于两个所述滑动支撑架（16）的纵向两侧，每根所述喷淋冲洗管（17）分别转动安装在所述滑动支撑架（16）上；

每个所述滑动支撑架（16）的下表面上分别开设有两个对称的安装口（18），每个所述安装口（18）内分别固接有竖向的驱动马达（19），所述驱动马达（19）的输出轴向上穿过所述滑动支撑架（16）并固接有水平的电控伸缩连杆（20）；

每根所述电控伸缩连杆（20）的伸缩末端分别固接有竖向的连接柱（21），所述连接柱（21）的下端转动安装在所述喷淋冲洗管（17）的上表面上。

3.根据权利要求1所述的一种光伏组件自动化清洁装置，其特征在于：其中一个所述滑动安装座（5）的外端面上固接有转动驱动电机（11），另一个所述滑动安装座（5）的外端面上固接有气泵（12）；

所述转动驱动电机（11）的输出轴末端固接有水平传动锥齿（13），所述转动连接架（7）的末端固接有竖直传动锥齿（14），所述水平传动锥齿（13）与所述竖直传动锥齿（14）之间啮合传动；

所述气泵（12）的上端固接连通有进气管（15），所述进气管（15）的末端穿过所述转动连接架（7）并固接连通至所述中空管（8）。

4.根据权利要求2所述的一种光伏组件自动化清洁装置，其特征在于：所述固定安装主座（1）的上表面固接有两个横向对称的供水箱（22），每个供水箱（22）的上表面中心处分别固接有压力泵（23）；

每个所述供水箱（22）和与之对应的所述喷淋冲洗管（17）之间分别设有弹簧供水管（24），每根所述弹簧供水管（24）的一端固接连通至所述供水箱（22），另一端固接连通至所述喷淋冲洗管（17）；

每根所述喷淋冲洗管（17）的下端面分别固接有若干个并排设置的喷淋头（25）。

5.根据权利要求1所述的一种光伏组件自动化清洁装置，其特征在于：所述固定安装主座（1）的下方设有支撑底座（26），所述支撑底座（26）的上方摆动设有支撑托板（27），所述支撑托板（27）的上表面与所述固定安装主座（1）的下表面相固接，所述支撑托板（27）的一端转动安装在所述支撑底座（26）上。

6.根据权利要求5所述的一种光伏组件自动化清洁装置，其特征在于：所述支撑底座（26）内固接有竖向的液压伸缩缸（28），所述液压伸缩缸（28）的上端与所述支撑托板（27）的下表面支撑相抵。

7.根据权利要求6所述的一种光伏组件自动化清洁装置，其特征在于：所述支撑底座（26）的下方设有固定脚架（29），所述支撑底座（26）和所述固定脚架（29）之间设有若干个升降伸缩缸（30），每个所述升降伸缩缸（30）的上部伸缩端固接至所述支撑底座（26）的下表面，每个所述升降伸缩缸（30）的下部固定端固接至所述固定脚架（29）的上表面。

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