CN116455318A - 一种自清洁降温型光伏发电装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光伏发电技术领域，且公开了一种自清洁降温型光伏发电装置，设置的螺旋头在安装壳端部处可以用来检测外界的风力大小影响，从而根据风力的影响来判断发电板表面被带来的灰尘量，然后根据螺旋头限定的转动圈数来启动清洁机构进行自清洁，更加的方便且避免了难以清洁的情况；同时在清洁机构上设置两组平行的刮块在自清洁时左右滑动配合清洁机构的整体移动，这样保证可以更加充分均匀的清洁到发电板的表面，且避免了污水直接甩出造成浪费且污染其他部分的情况；并且，在安装壳的底部处设置转动柱和海绵滤层对清洁后的污水进行过滤回收处理，并且还对海绵滤层过滤后也进行清理，提高使用寿命，对于水资源的利用率更高。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体为一种自清洁降温型光伏发电装置。
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，是属于现在很常见的一种新能源，通过光伏发电板接收太阳能，可以进行发电，但是现有的光伏发电装置上容易沉积灰尘或杂物，就会降低透光率，这就需要用到自清洁降温型光伏发电装置。为解决现有光伏组件灰尘清理主要以人工清理为主，自动化程度偏低，且费时费力，不能够实现自动除尘目的，申请号为“CN2022105408755”的中国发明专利公开了一种自清洁降温型光伏发电装置，其由分割机构和调控喷洒机构、刮扫清洁机构组成。该自清洁降温型光伏发电装置通过双向电机带动滚轮转动在轨道内滑动，使得喷头均匀将水喷洒到光伏发电板的表面上，对光伏发电板的表面粘附牢固的杂物进行浸泡，保证后续装置对光伏发电板的表面粘附杂物清洁的效果，且喷头将水喷洒到光伏发电板的表面上时的冲击与输送管底面的刷毛配合将光伏发电板表面粘附不牢固的杂物刮落，装置对一些粘附不牢固的杂物清洁起来简单方便。
虽然该发明专利起到了自清洁降温的效果，但是其还是存在很多的不足之处：首先，在上述申请中其针对的是在光伏发电板表面粘附难以清除的杂质等，但是这种情况一般是积累了太久所导致的，而光伏发电装置处于户外，如果只是进行定时的清洁不能保证每次清洁时遇到的情况都相同，也即造成难以清理的情况是因为无法在透光效率低下时立马清洁，所以才需要复杂的结构进行深度处理；其次，在上述申请中采用的刮扫清洁机构是转动式，并且也仅仅设置一排，这样就容易导致在清洁的时候不能达到均匀的效果，因为圆盘状的转动无法在移动方向上造成均匀，而且还容易将污水向四周甩出去；同时，现有的清洁方式造成的水资源浪费程度还是比较大，对于光伏发电的地方一般都是少雨的，这样就需要长期的加水，也是造成人力浪费，都不利于光伏发电板表面清洁的效率。
发明内容
针对上述背景技术的不足，本发明提供了一种自清洁降温型光伏发电装置，具备清洁效果好、效率高的优点，解决了背景技术提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种自清洁降温型光伏发电装置，包括支撑架，所述支撑架的顶部固定安装有安装壳，所述安装壳顶面中部固定安装有发电板，所述安装壳的两侧对称开设有滑轨，所述滑轨内部滑动安装有滑块，所述滑块的侧边固定安装有双向电机，且双向电机驱动滑块在滑轨上滑动，所述滑块顶部固定连接有位于安装壳顶部的连接架，所述连接架的底部固定安装有清洁机构，所述支撑架的中部固定安装有水箱，所述水箱的一侧固定连接有泵水管，且泵水管的另一端与清洁机构连通，所述安装壳的背面中部固定安装有控制箱，所述控制箱的两侧对称转动安装有传动杆，所述传动杆的端部固定安装有螺旋头。
优选的，所述安装壳位于发电板的底端处开设有转槽，所述转槽内部转动套接有转动柱，所述安装壳底面位于转动柱正下方位置固定安装有导水盒，且导水盒与水箱连通。
优选的，所述清洁机构的底部开设有两条平行的滑槽，每一个所述滑槽中滑动套接有两个间隔分布的刮块，两个所述滑槽中套接的两组刮块呈交错设置，所述清洁机构位于滑槽的顶部位置对应开设有调节槽，所述调节槽内部滑动套接有滑条，所述调节槽中相邻的两个滑条之间通过连杆固定连接。
优选的，所述清洁机构的一侧固定安装有调节盒，所述调节盒的内部开设有气压槽，所述气压槽分别与两个调节槽连通，靠近调节盒一端的所述滑条与调节盒侧壁固定连接有波纹管，所述清洁机构的底部背面固定安装有刮条，所述清洁机构底面位于滑槽与刮条之间的位置安装有喷头，且喷头通过清洁机构与泵水管连通。
优选的，所述气压槽内部滑动套接有压盘，所述压盘顶部与气压槽顶壁之间固定连接有复位弹簧，所述安装壳位于调节盒下方的顶面均匀固定安装有凸块，所述清洁机构内部位于相对应的上下位刮块和滑条之间转动安装有传动齿轮，所述刮块的顶面中部和滑条的底面中部开设有与传动齿轮相适配的齿槽。
优选的，所述转动柱呈半圆柱状并且在顶部平面开设有进水孔，所述转动柱顶面位于进水孔顶部处固定安装有海绵滤层，所述转动柱的内部开设有与进水孔连通的盛水腔，所述转动柱的中部外圈开设有环形齿槽，所述安装壳底端中部安装有正反转电机，所述正反转电机的输出端固定连接有主动齿轮，且主动齿轮外圈与环形齿槽啮合传动，所述安装壳顶部位于海绵滤层与发电板之间的位置开设有挤压槽，且该挤压槽中部与转槽连通，所述转动柱顶面靠近挤压槽一侧固定连接有限位条，所述盛水腔的底部两侧对称开设有出水口，且出水口底部对应与导水盒连通，开设的出水口在两侧位置。
优选的，所述安装壳内部位于发电板底部位置固定安装有温度传感器，所述螺旋头转动N圈或者温度传感器触发警告温度则控制双向电机驱动滑块滑动，并且通过泵水管向清洁机构上供水，所述清洁机构沿着发电板表面滑动一个来回之后正反转电机启动，并驱动转动柱转动到将海绵滤层按压到挤压槽中。
本发明具备以下有益效果：
通过在安装壳上设置有两组螺旋头，并且通过系统控制清洁机构进行清洁，同时配合转动柱进行水资源的充分利用，相较于现有技术来说，设置的螺旋头在安装壳端部处可以用来检测外界的风力大小影响，从而根据风力的影响来判断发电板表面被带来的灰尘量，然后根据螺旋头限定的转动圈数来启动清洁机构进行自清洁，更加的方便且避免了难以清洁的情况；同时在清洁机构上设置两组平行的刮块在自清洁时左右滑动配合清洁机构的整体移动，从而还可以根据具体情况进行进一步的组数设置，这样保证可以更加充分均匀的清洁到发电板的表面，且避免了污水直接甩出造成浪费且污染其他部分的情况；并且，在安装壳的底部处设置转动柱和海绵滤层对清洁后的污水进行过滤回收处理，并且还对海绵滤层过滤后也进行清理，提高使用寿命，同时这样也能将雨水收集到水箱中以供清洁使用，整体上的对于资源的利用率更高，更加的节约。
附图说明
图1为本发明结构整体示意图；
图2为本发明结构整体另一视角示意图；
图3为本发明结构整体俯视图；
图4为本发明结构整体侧视图；
图5为本发明结构局部剖视图；
图6为图3中A-A剖面图；
图7为图4中B-B剖面图；
图8为图4中C-C剖面图；
图9为图6中D处放大图；
图10为图6中E处放大图；
图11为图7中F处放大图。
图中：1、支撑架；2、安装壳；201、滑轨；202、转槽；3、发电板；4、水箱；5、滑块；6、连接架；7、双向电机；8、清洁机构；801、滑槽；802、调节槽；9、泵水管；10、控制箱；11、传动杆；12、螺旋头；13、调节盒；1301、气压槽；14、凸块；15、转动柱；1501、盛水腔；1502、进水孔；1503、出水口；1504、环形齿槽；16、海绵滤层；17、导水盒；18、刮块；19、滑条；20、传动齿轮；21、波纹管；22、压盘；23、喷头；24、刮条；25、复位弹簧；26、正反转电机；27、主动齿轮；28、限位条；29、温度传感器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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。
请参阅图1-图6，一种自清洁降温型光伏发电装置，包括支撑架1，支撑架1的顶部固定安装有安装壳2，安装壳2顶面中部固定安装有发电板3，安装壳2的两侧对称开设有滑轨201，滑轨201内部滑动安装有滑块5，滑块5的侧边固定安装有双向电机7，且双向电机7驱动滑块5在滑轨201上滑动，滑块5顶部固定连接有位于安装壳2顶部的连接架6，连接架6的底部固定安装有清洁机构8，支撑架1的中部固定安装有水箱4，水箱4的一侧固定连接有泵水管9，且泵水管9的另一端与清洁机构8连通，安装壳2的背面中部固定安装有控制箱10，控制箱10内部安装有传感器，可以用来检测螺旋头12的转动圈数，当螺旋头12转动的圈数达到一定量之后就会反馈到系统中并控制清洁机构8进行自动清洁，控制箱10的两侧对称转动安装有传动杆11，传动杆11的端部固定安装有螺旋头12，利用螺旋头12受到外界的风力影响就会转动，从而通过传动杆11和控制箱10检测并传递到系统中，这样就可以通过螺旋头12的转动情况来做个监测，从而进行定期的灰尘清洁，安装壳2位于发电板3的底端处开设有转槽202，转槽202内部转动套接有转动柱15，安装壳2底面位于转动柱15正下方位置固定安装有导水盒17，且导水盒17与水箱4连通，通过水箱4泵到清洁机构8上喷出来的水流最终会流到安装壳2底部位置，并通过海绵滤层16的过滤再经过转动柱15和导水盒17最终再回到水箱4中，提高了水资源的利用效率，同时也更加的节约。
请参阅图3-图7、图9-图11，清洁机构8的底部开设有两条平行的滑槽801，每一个滑槽801中滑动套接有两个间隔分布的刮块18，两个滑槽801中套接的两组刮块18呈交错设置，清洁机构8位于滑槽801的顶部位置对应开设有调节槽802，调节槽802内部滑动套接有滑条19，调节槽802中相邻的两个滑条19之间通过连杆固定连接，这里设置了两组滑槽801，且在每个滑槽801中又设置两个刮块18，在实际中可以根据具体的光伏发电装置大小来选择设置，从而在进行玻璃表面灰尘清洁时可以保证达到充分均匀，避免造成局部清洁效果不佳的情况，清洁机构8的一侧固定安装有调节盒13，调节盒13的内部开设有气压槽1301，气压槽1301分别与两个调节槽802连通，靠近调节盒13一端的滑条19与调节盒13侧壁固定连接有波纹管21，利用气压槽1301内部的气压变化传递到波纹管21上，从而带动滑条19在调节槽802内部滑动，然后在根据传动齿轮20的啮合传动效果带动刮块18也左右滑动，这样在刮块18随着清洁机构8向安装壳2底部滑动的过程中还不停地左右滑动来擦拭玻璃平面上的灰尘污垢等，同时设置的组数越多均匀的效果越好，清洁机构8的底部背面固定安装有刮条24，刮条24与玻璃平面的间隙要小于刮块18与玻璃平面之间的间隙，以保证在初步摩擦清理时不容易卡死或者损伤到玻璃面，清洁机构8底面位于滑槽801与刮条24之间的位置安装有喷头23，且喷头23通过清洁机构8与泵水管9连通，在喷头23处喷出的水会沿着发电板3顶面的玻璃向下流动，然后再配合刮块18的摩擦将灰尘污垢全部清理并带走，最后再利用刮条24将玻璃表面刮拭干净，气压槽1301内部滑动套接有压盘22，压盘22顶部与气压槽1301顶壁之间固定连接有复位弹簧25，安装壳2位于调节盒13下方的顶面均匀固定安装有凸块14，清洁机构8内部位于相对应的上下位刮块18和滑条19之间转动安装有传动齿轮20，刮块18的顶面中部和滑条19的底面中部开设有与传动齿轮20相适配的齿槽，通过双向电机7驱动清洁机构8滑动的过程中，调节盒13的底部会不断地经过凸块14，而压盘22本身底部也是带有凸起的半圆柱状，这样在凸块14的凸起顶动下就会使得压盘22压缩到气压槽1301中并将内部的气体压到两个调节槽802的波纹管21中，从而推动滑条19移动并通过传动齿轮20传动带动刮块18滑动，然后经过凸块14之后在复位弹簧25的弹力作用下使得压盘22复位，从而将波纹管21中的气体回流到气压槽1301中，再反向带动滑条19移动，也即带动刮块18实现的左右往复移动的效果，这样依次经过各个凸块14就使得刮块18左右移动进行清洁，同时保证了玻璃表面得到了充分均匀的清理效果。
请参阅图1-图6、图8、图10，转动柱15呈半圆柱状并且在顶部平面开设有进水孔1502，转动柱15顶面位于进水孔1502顶部处固定安装有海绵滤层16，转动柱15的内部开设有与进水孔1502连通的盛水腔1501，通过发电板3表面清理之后的污水会经过海绵滤层16的过滤，然后顺着进水孔1502流入到盛水腔1501中，这样就使得污水中的颗粒杂质被过滤下来，而过滤完的水可以再从出水口1503流到导水盒17中，最终回流到水箱4中进行重复使用，同时这样的设计也可以在下雨天的时候将安装壳2表面的雨水过滤并储存到水箱4中，进一步的节约了水资源，且达到了充分的利用，转动柱15的中部外圈开设有环形齿槽1504，安装壳2底端中部安装有正反转电机26，正反转电机26的输出端固定连接有主动齿轮27，且主动齿轮27外圈与环形齿槽1504啮合传动，安装壳2顶部位于海绵滤层16与发电板3之间的位置开设有挤压槽，且该挤压槽中部与转槽202连通，转动柱15顶面靠近挤压槽一侧固定连接有限位条28，通过正反转电机26可以驱动主动齿轮27转动，然后再带动转动柱15进行转动，转动柱15转动的时候恰好带动顶部的海绵滤层16转动到挤压槽处，然后被转动柱15的按压使得海绵滤层16顶部的水以及吸附的颗粒被排到挤压槽中，这样就能将海绵滤层16内部吸附的颗粒杂质清除掉很大一部分方便长久使用，盛水腔1501的底部两侧对称开设有出水口1503，且出水口1503底部对应与导水盒17连通，开设的出水口1503在两侧位置，因为需要转动柱15的转动与导水盒17保持连通效果，因为在两侧位置对密封性的要求就低一点，不容易在转动柱15中部处外圈在成泄漏的情况，安装壳2内部位于发电板3底部位置固定安装有温度传感器29，螺旋头12转动N圈或者温度传感器29触发警告温度则控制双向电机7驱动滑块5滑动，并且通过泵水管9向清洁机构8上供水，清洁机构8沿着发电板3表面滑动一个来回之后正反转电机26启动，并驱动转动柱15转动到将海绵滤层16按压到挤压槽中，在实际工作中根据螺旋头12的转动情况来定时进行发电板3表面玻璃的清洁，亦或者在发电板3温度过高时启动清洁，通过水流进行散热，保证光伏发电装置的高效率工作。
工作原理，在光伏发电装置安装完毕之后将水箱4内盛入适量的水，然后将发电板3的储电装置连接到整个光伏发电装置系统中，在外界吹风的时候就会带动螺旋头12转动，不论是横向风还是纵向风都会带动螺旋头12转动，并且风力越大螺旋头12转速越快，单位时间内转动圈数也就越多，等转动的圈数达到设定值之后就会通过传感器反馈到清洁系统中，从而开始清洁：
先通过水箱4将内部的水沿着泵水管9泵到清洁机构8中，并且从喷头23喷出，然后启动双向电机7驱动滑块5在滑轨201上缓慢滑动，在滑块5滑动的过程中会带动连接架6一起移动，连接架6带动底部的清洁机构8在发电板3顶面移动，此时调节盒13内部的压盘22就会受到凸块14的抵压作用从而向气压槽1301内部收缩，并且压缩复位弹簧25，气压槽1301中气压增大就会顺着气道进入到两个调节槽802中，并且将波纹管21撑开从而推动滑条19滑动，滑条19滑动的时候通过底部的齿槽与传动齿轮20啮合传动带动刮块18向一侧移动，之后当调节盒13经过了一个凸块14之后失去抵压，在复位弹簧25的弹力作用下将压盘22复位，并且气压槽1301内部的气压变化再带动波纹管21收缩，从而带动滑条19再反向移动复位，也就带动了底部的刮块18反向移动，这样在整个清洁机构8向安装壳2底部滑动的过程中使得刮块18不停地左右移动来充分清洁发电板3的玻璃表面，待清洁机构8清洁一个来回之后停止继续移动；
此时清洁后的污水流到海绵滤层16表面被过滤，并且顺着进水孔1502流入到盛水腔1501中，并最终通过出水口1503流入到导水盒17中，然后被回收到水箱4中，再接下来就启动正反转电机26驱动主动齿轮27转动，从而利用啮合传动带动转动柱15发生顺时针转动，转动柱15转动的过程中会将海绵滤层16按压到挤压槽中并将海绵滤层16顶层的污水和含有的颗粒杂质挤出去，然后再复位，起到对海绵滤层16的清理作用保证过滤效果；当温度传感器29检测到发电板3的温度过高时也会触发清洁系统，从而对发电板3表面进行上述喷水清洁作用来降温以保证发电效率。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种自清洁降温型光伏发电装置，包括支撑架(1)，其特征在于：所述支撑架(1)的顶部固定安装有安装壳(2)，所述安装壳(2)顶面中部固定安装有发电板(3)，所述安装壳(2)的两侧对称开设有滑轨(201)，所述滑轨(201)内部滑动安装有滑块(5)，所述滑块(5)的侧边固定安装有双向电机(7)，且双向电机(7)驱动滑块(5)在滑轨(201)上滑动，所述滑块(5)顶部固定连接有位于安装壳(2)顶部的连接架(6)，所述连接架(6)的底部固定安装有清洁机构(8)，所述支撑架(1)的中部固定安装有水箱(4)，所述水箱(4)的一侧固定连接有泵水管(9)，且泵水管(9)的另一端与清洁机构(8)连通，所述安装壳(2)的背面中部固定安装有控制箱(10)，所述控制箱(10)的两侧对称转动安装有传动杆(11)，所述传动杆(11)的端部固定安装有螺旋头(12)。
2.根据权利要求1所述的一种自清洁降温型光伏发电装置，其特征在于：所述安装壳(2)位于发电板(3)的底端处开设有转槽(202)，所述转槽(202)内部转动套接有转动柱(15)，所述安装壳(2)底面位于转动柱(15)正下方位置固定安装有导水盒(17)，且导水盒(17)与水箱(4)连通。
3.根据权利要求2所述的一种自清洁降温型光伏发电装置，其特征在于：所述清洁机构(8)的底部开设有两条平行的滑槽(801)，每一个所述滑槽(801)中滑动套接有两个间隔分布的刮块(18)，两个所述滑槽(801)中套接的两组刮块(18)呈交错设置，所述清洁机构(8)位于滑槽(801)的顶部位置对应开设有调节槽(802)，所述调节槽(802)内部滑动套接有滑条(19)，所述调节槽(802)中相邻的两个滑条(19)之间通过连杆固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种自清洁降温型光伏发电装置，其特征在于：所述清洁机构(8)的一侧固定安装有调节盒(13)，所述调节盒(13)的内部开设有气压槽(1301)，所述气压槽(1301)分别与两个调节槽(802)连通，靠近调节盒(13)一端的所述滑条(19)与调节盒(13)侧壁固定连接有波纹管(21)，所述清洁机构(8)的底部背面固定安装有刮条(24)，所述清洁机构(8)底面位于滑槽(801)与刮条(24)之间的位置安装有喷头(23)，且喷头(23)通过清洁机构(8)与泵水管(9)连通。
5.根据权利要求4所述的一种自清洁降温型光伏发电装置，其特征在于：所述气压槽(1301)内部滑动套接有压盘(22)，所述压盘(22)顶部与气压槽(1301)顶壁之间固定连接有复位弹簧(25)，所述安装壳(2)位于调节盒(13)下方的顶面均匀固定安装有凸块(14)，所述清洁机构(8)内部位于相对应的上下位刮块(18)和滑条(19)之间转动安装有传动齿轮(20)，所述刮块(18)的顶面中部和滑条(19)的底面中部开设有与传动齿轮(20)相适配的齿槽。
6.根据权利要求5所述的一种自清洁降温型光伏发电装置，其特征在于：所述转动柱(15)呈半圆柱状并且在顶部平面开设有进水孔(1502)，所述转动柱(15)顶面位于进水孔(1502)顶部处固定安装有海绵滤层(16)，所述转动柱(15)的内部开设有与进水孔(1502)连通的盛水腔(1501)，所述转动柱(15)的中部外圈开设有环形齿槽(1504)，所述安装壳(2)底端中部安装有正反转电机(26)，所述正反转电机(26)的输出端固定连接有主动齿轮(27)，且主动齿轮(27)外圈与环形齿槽(1504)啮合传动，所述安装壳(2)顶部位于海绵滤层(16)与发电板(3)之间的位置开设有挤压槽，且该挤压槽中部与转槽(202)连通，所述转动柱(15)顶面靠近挤压槽一侧固定连接有限位条(28)，所述盛水腔(1501)的底部两侧对称开设有出水口(1503)，且出水口(1503)底部对应与导水盒(17)连通，开设的出水口(1503)在两侧位置。
7.根据权利要求6所述的一种自清洁降温型光伏发电装置，其特征在于：所述安装壳(2)内部位于发电板(3)底部位置固定安装有温度传感器(29)，所述螺旋头(12)转动N圈或者温度传感器(29)触发警告温度则控制双向电机(7)驱动滑块(5)滑动，并且通过泵水管(9)向清洁机构(8)上供水，所述清洁机构(8)沿着发电板(3)表面滑动一个来回之后正反转电机(26)启动，并驱动转动柱(15)转动到将海绵滤层(16)按压到挤压槽中。
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