CN116781003A - 带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，属于光电技术领域。包括一组光热板。一组光热板相对的两端分别设有若干个相对布置的支撑台，两个对应布置的支撑台之间夹设有导轨，导轨设置于光热板上方，导轨上滑动设有清洁装置。清洁装置对光热板表面进行清洁。清洁装置可以移动至导轨的任意位置。本发明可以自动对光热板表面进行清洗，保证其发电以及吸热效率。

Description

带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统

技术领域

本发明属于光电技术领域，具体涉及为带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统。

背景技术

太阳能作为一种清洁能源，在发电以及制热领域已经被广泛的应用，例如太阳能发电板以及太阳能热水器等。

发电是利用太阳能中的光能，发热是利用太阳能中的热能。以往发电用的光伏板与发热用的太阳能板都是分别布置的，是两个不同的技术路径，同一块场地上铺设的板件要是是利用光能发电，要不就是吸收热能，这样场地的利用效率大幅度下降。

为了解决上述问题，一种可以提供光伏和光热的复合系统，也成为PVT装置应运而出，随之而来的是集光热与光伏一体的PVT热泵系统，一种全新的热电联供技术。该技术中，太阳光能先照射至PVT集热器上层的光伏电池，产生直流电，然后太阳能的热能被下层的吸热板中的导热液吸收，在通过导热液的流动带走热量，供热泵机组进一步利用。

目前的大型太阳能利用场地多在人烟稀少、土地性质不利用耕种的地带，在太阳能发电厂内部，多个光热板铺设在场地上。但是还存在一些问题，常见的问题就是光热板在户外长期放置，由其在太阳能发电厂附近，由于土地不适合耕种，植被茂盛度不高，沙尘大，放置一段时间，光热板上的灰尘就是聚集很多，严重影响光热板的发电以及吸热效率，需要作业人员经常进行清扫，费时费力。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，本发明可以自动对光热板表面进行清洗，保证其发电以及吸热效率。

本发明解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，包括一组光热板。一组光热板相对的两端分别设有若干个相对布置的支撑台，两个对应布置的支撑台之间夹设有导轨，导轨设置于光热板上方，导轨上滑动设有清洁装置。

清洁装置对光热板表面进行清洁。

清洁装置可以移动至导轨的任意位置。

优选的，所述的导轨为至少两根平行布置的钢丝绳，清洁装置上设有驱动轮，钢丝绳通过套结与驱动轮连接，驱动轮旋转带动清洁装置沿钢丝绳移动。

优选的，所述的清洁装置包括外壳，外壳内部设有气罐以及电控板，外壳下方设有喷头，气罐通过气管与喷头连接，气管上设有与电控板电性连接的电控阀。

优选的，所述的外壳内部设有水箱，喷头为雾化喷头，水箱通过带有电控阀的水管与喷头连接，水管上的电控阀与电控板电性连接。

优选的，外壳底部通过伸缩杆与喷头连接。

优选的，伸缩杆垂直布置，喷头与伸缩杆末端转动连接。

优选的，外壳内部设有与电控板电性连接的空压机以及电池，空压机通过管路与气罐连接。

优选的，电控板电性连接有无线充电单元，无线充电单元设置于外壳外部，支撑台上固定有无线充电装置，当清洁装置移动至支撑台上方后，无线充电装置通过无线充电单元为电池充电。

优选的，水箱顶面设有排气阀。

优选的，水箱内部设有潜水泵，潜水泵与水管连接。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果：可以自行对光热板表面进行清洁，清洁的方式为雾化水加高压气，清洁效果更佳，同时清洁装置可以自动充电、加水，减少人工干预，提高效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统布置图，

图2为本发明清洁装置与支架连接示意图，

图3为图2的底部示意图，

图4为本发明清洁装置外形图，

图5为图4的底部示意图，

图6为图4的俯视图，

图7为图4去除外壳后的内部结构图，

图8为图4中A处局部放大图，

图9为驱动轮剖视图，

图10为套接管剖视图，

图11为水箱纵向剖视图，

图12为水箱横向剖视图，

图13为图12中B处局部放大图。

图中：1-外壳、101-漏水孔、2-电机、3-驱动轮、301-连接轴、4-轴承座、5-空压机、6-气罐、7-电控板、8-电池、9-水箱、901-接水管、902-翻板、10-排气阀、1001-管、1002-套环、1003-滑杆、1004-底板、1005-卡槽、11-导流装置、1101-水平槽、1102-立管、12-伸缩杆、1201-支架、13-喷头、14-水管、1401-潜水泵、15-气管、16-套接管、1601-套管、1602-连接板、1603-顶板、1604-毛刷、17-钢丝绳、1701-套结、18-支撑台、1801-凹槽、1802-边板、1803-固定板、19-立柱、20-无线充电装置、21-注水接头、22-光热板。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，包括一组光热板22，若干个光热板22呈矩形阵列分布在平整后的场地内，光热板22下方支撑有支撑架。所述的支撑架包括底部矩形的框架，底部框架一段上方固定连接有垂直杆，另一端上方固定连接有垂直布置的电动伸缩杆。垂直杆顶面与光热板22铰接，电动伸缩杆与光热板22底面滑动连接。

电动伸缩杆与控制器进行连接，每天从日出到日落进行伸长缩短，使得光热板22的倾斜角度一直与太阳同步，即上午朝东，正午水平，下午朝西布置，这样可以提高光热板22的吸热效率。

本实施例中的光热板22采用PVT集热器，太阳光照射至光热板22上，光热板22上层的光伏电池产生直流电，利用太阳光中的光能，太阳光中的热能被光热板22下层的吸热板吸收，吸热板内部流动有导热液，导热液吸收热能后，通过流动将热能带入到供热泵机组进行进一步利用，实现热电联产。

但是，大型太阳能利用场地多在人烟稀少、土地性质不利用耕种的地带，在太阳能发电厂内部，多个光热板铺设在场地上，光热板在户外长期放置，光热板上的灰尘就是聚集很多，严重影响光热板的发电以及吸热效率，需要作业人员经常进行清扫，费时费力。

为此，本发明提及了一种清洁装置，在一组光热板22相对的两端分别设有若干个相对布置的支撑台18，支撑台18下方通过立柱19进行支撑，使得支撑台18的高度高于光热板22。两个对应布置的支撑台18之间夹设有导轨，导轨设置于光热板22上方，导轨上滑动设有清洁装置。清洁装置位于光热板22的上方，清洁装置对光热板22表面进行清洁，清洁装置可以移动至导轨的任意位置。

如果导轨实用工字钢这种钢结构导轨，那么前期项目投资额必然增加很多，钢结构导轨布置在光热板22的上方，会遮挡一部分太阳光。而且清洁装置的重量可以控制，对导轨的强度要不进一步降低。

为了避免导轨过于对太阳光造成遮挡，同时降低成本，所述的导轨为至少两根平行布置的钢丝绳17，本实施例中每组钢丝绳17的数量为两根即可。

清洁装置上设有驱动轮3，钢丝绳17通过套结1701与驱动轮3连接，驱动轮3旋转带动清洁装置沿钢丝绳17移动。套结1701为钢丝绳17在驱动轮3上缠绕一圈所成，同时钢丝绳17拉紧，这样驱动轮3旋转时，就会带动清洁装置沿钢丝绳17移动。由于采用两个并列布置的钢丝绳17，因此清洁装置上设有两个驱动轮3，两个驱动轮3之间同轴固定连接有连接轴301，连接轴301穿设过轴承座4，轴承座4与清洁装置外壳1顶面固定连接。

外壳1外壁上固定有电机2，电机2的输出端带有减速器，减速器的输出轴与连接轴301同轴连接，电机2带动驱动轮3旋转。

如果仅靠两个同轴布置的驱动轮3与钢丝绳17连接，那么清洁装置还是会发生晃动，为了避免这种现象的发生，保证清洁装置在移动过程中均处于水平布置。在外壳1顶面上方固定有套接管16，钢丝绳17穿过套接管16，套接管16与驱动轮一同维持清洁装置的平衡性。

本实施例中，套接管16包括套管1601，套管1601通过下方的连接板1602与外壳1顶面固定连接。套管1601中间上方位置开设有通孔，通孔上方固定有顶板1603，顶板1603底部固定有毛刷1604，毛刷1604穿过通孔至于套管1601内部。在工作过程中，钢丝绳17与套管1601内壁上方抵接，套管1601沿钢丝绳17滑动，滑动过程中毛刷1604对钢丝绳17进行清扫，避免其积灰过多，导致驱动轮3转动时候滑轮，无法带动清洁装置移动。因此，也可以在驱动轮行进方向的前后两侧均设有套接管16。

外壳1内部设有气罐6、电控板7以及电池8，外壳1下方设有喷头13，气罐6通过气管15与喷头13连接，气管15上设有与电控板7电性连接的电控阀。气罐6内部填充有高压空气，开启气管15上的电磁阀，喷头13喷出高压空气，对光热板22表面进行清洁。

但光靠高压空气，有时候清洁效果并不理想，因此，本实施例中，还增加了雾化水的清洗。

所述的外壳1内部设有水箱9，喷头13为雾化喷头，水箱9通过带有电控阀的水管14与喷头13连接，水管14上的电控阀与电控板7电性连接。在水箱9内部设有潜水泵1401，潜水泵1401与水管14进行连接，潜水泵1401为水进行增压。

喷头13为雾化喷头，通过水管14以及气管15分别连接有清洁用水跟高压气，高压气与清洁用水一同注入到喷头13中，喷出雾化水，雾化水喷洒在光热板22上，对上方污染物进行清洁，清洁后在关闭水管14只通入高压气，在用高压气将上方残留的水清理干净。

外壳1底部通过伸缩杆12与喷头13连接。伸缩杆12垂直布置，喷头13与伸缩杆12末端转动连接。伸缩杆12采用电动伸缩杆，为现有技术，与电控板7电性连接。这样可以控制喷头13的高度，调节其与光热板22之间的距离，适配各种清洗作业环境。为了匹配上伸缩杆12，位于外壳1外部区域的水管14以及气管15均采用具有弹性的螺旋管。

本实施例中，伸缩杆12底部设有支架1201，喷头13卡设在门字形支架1201内部，支架1201通过旋转电机与伸缩杆12连接，使得支架1201可以转动，喷头13通过转轴与支架1201转动连接，转轴同样连接有旋转电机。这样保证了喷头13的灵活度。

为了保证气罐6内部高压空气储量的充足，外壳1内部设有与电控板7电性连接的空压机5以及电池8，空压机5通过管路与气罐6连接。这样在清洗过程中，可以随时补充高压空气。

但是由于水的重量重，因此水箱9的容积有限，不可能带有大量的水，这就需要及时对水箱9内部的水进行补充。同时电池8的容量也有限，需要及时补充点亮。为此，电控板7电性连接有无线充电单元，无线充电单元设置于外壳1外部。

支撑台18上固定有无线充电装置20以及注水接头21，当清洁装置移动至支撑台18上方后，无线充电装置20通过无线充电单元为电池8充电，注水接头21为水箱9补充清洁用水。

支撑台18的台面底部朝向光热板22的一端设有凹槽1801，当清洁装置移动至支撑台18上后，伸缩杆12位于凹槽1801内部，这样避免了干涉。支撑台18顶面两侧设有边板1802，边板朝向光热板22的一段为斜向的导向板，通过导向板的导向，外壳1滑动至支撑台18上方，夹设在边板1802中间。同时在支撑台18背离清洁装置的一侧垂直设有固定板1803，钢丝绳17与固定板1803固定连接，在固定板1803上也设有行程开关，外壳1碰撞到形成开关后，即就位，电机2停止工作。

注水接头21与外界的供水管路连接，供水管路上设有电磁阀。

水箱9朝向注水接头21的一侧设有接水管901，接水管901穿设至外壳1外部，接水管901内径大于或等于注水接头21的外径，加水时注水接头21插入到接水管901内部。

接水管901内侧出口上设有翻板902，翻板902顶部与水箱9内壁铰接，当翻板902在重力作用下翻转下来处于垂直状态时，将接水管901堵死。当注水接头21插入到接水管901后，可以将翻板902顶上去。

同时水箱9内部设有电子液位计，用来输出信号，判断水箱9是否需要加水。

为了避免加水过程重，水箱9内部的空气无法排出，形成背压，在水箱9顶面设有排气阀10。排气阀10包括上下两端敞口布置的管1001，管1001上方设有套环1002，套环1002通过连接杆与管1001内壁固定连接，套环1002内部穿设有滑杆1003，滑杆1003底部设有底板1004，底板1004外径大于管1001的内径，滑杆1003顶面设有限位板。在重力的作用下，底板1004下移，管1001上下两端均敞开，可以透气。如果水箱9内部液位增高，在浮力的作用下，底板1004上移，将管1001底部开口封堵，避免水流外溢。为了提高封堵效果，底板1004顶面凹设有卡槽1005，卡槽1005内径大于或等于管1001外径，管1001插入到卡槽1005内部。

若干清洁装置移动过程中发生晃动，水箱9内部液面又过高，会有一部分水通过排气阀10流出，流出的水如果撒到电池8或电控板7上，容易造成短路，具有一定的安全隐患。

因此，在水箱9上设有导流装置11，导流装置11包括相互贯通连接的水平槽1101以及立管1102，水平槽1101与水箱9顶面固定连接，立管1102与水箱9侧壁固定连接。外壳1底部设有漏水孔101，立管1102将漏水孔101罩设住。排气阀10设置于水平槽1101内部，这样排气阀10漏出的水，通过导流装置11的导流，流入到漏水孔101，从漏水孔101排出。

每个光热板22下方均设有一个信号发射器，或是在主控室内部添加一个标记。当相应的光热板22发电效率降低时，初步判断其表面灰尘较多，需要进行清洁。主控室控制清洁装置移动至相应的位置，在清洁装置上可以增设信号接收器，接受到信号，证明到达指定位置。同样在清洁装置下方吊装有摄像头，可以将现场影响远传至主控室，帮助主控室的工作人员研判光热板22的情况。如果光热板22表面灰尘过多，则开启清洁模式，如果通过远传影像发现其它问题，则可以判断是否需要工作人员去现场检修。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，包括一组光热板(22)，其特征在于：

一组光热板(22)相对的两端分别设有若干个相对布置的支撑台(18)，两个对应布置的支撑台(18)之间夹设有导轨，导轨设置于光热板(22)上方，导轨上滑动设有清洁装置，

清洁装置对光热板(22)表面进行清洁，

清洁装置可以移动至导轨的任意位置。

2.根据权利要求1所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

所述的导轨为至少两根平行布置的钢丝绳(17)，

清洁装置上设有驱动轮(3)，钢丝绳(17)通过套结(1701)与驱动轮(3)连接，驱动轮(3)旋转带动清洁装置沿钢丝绳(17)移动。

3.根据权利要求2所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

所述的清洁装置包括外壳(1)，外壳(1)内部设有气罐(6)以及电控板(7)，外壳(1)下方设有喷头(13)，气罐(6)通过气管(15)与喷头(13)连接，气管(15)上设有与电控板(7)电性连接的电控阀。

4.根据权利要求3所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

所述的外壳(1)内部设有水箱(9)，

喷头(13)为雾化喷头，水箱(9)通过带有电控阀的水管(14)与喷头(13)连接，水管(14)上的电控阀与电控板(7)电性连接。

5.根据权利要求4所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

外壳(1)底部通过伸缩杆(12)与喷头(13)连接。

6.根据权利要求5所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

伸缩杆(12)垂直布置，喷头(13)与伸缩杆(12)末端转动连接。

7.根据权利要求6所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

外壳(1)内部设有与电控板(7)电性连接的空压机(5)以及电池(8)，空压机(5)通过管路与气罐(6)连接。

8.根据权利要求7所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

电控板(7)电性连接有无线充电单元，无线充电单元设置于外壳(1)外部，

支撑台(18)上固定有无线充电装置(20)，当清洁装置移动至支撑台(18)上方后，无线充电装置(20)通过无线充电单元为电池(8)充电。

9.根据权利要求8所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

水箱(9)顶面设有排气阀(10)。

10.根据权利要求9所述的带有自动巡检清洁功能的光热一体化发电系统，其特征在于：

水箱(9)内部设有潜水泵(1401)，潜水泵(1401)与水管(14)连接。