CN116938117A - 一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于太阳能发电装置领域，具体公开了一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置及其使用方法，包括：光伏板、水箱和清洁机构，本发明在光伏板底端设置水箱，水箱内设置有水泵，水泵的出水口连接水管的一端，水管的另一端延伸至光伏板的顶端，水管的另一端与喷头相连；下雨时通过水箱进行储水，使用时水泵将水从水箱内抽出，通过水管和喷头由上向下喷洒在光伏板上，对光伏板表面的灰尘进行冲洗，通过驱动齿轮带动清洁机构上下移动，同时驱动皮带轮旋转，驱动清洁棒在光伏板旋转清洁；储水箱的设计结构简单，能够直接对光伏板表面进行清洁工作，可有效的提升光伏板的清洁效率。

Description

一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置及其使用方法

技术领域

本发明属于太阳能发电装置领域，具体涉及一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置及其使用方法。

背景技术

太阳能发电大多是指利用光伏板进行光电转换实现发电，因此光伏板的表面需要保持清洁；光伏电站的特点是面积大，组件多，组件密集。光伏电站选址时就会考虑到周边环境条件，但是随着时间的推移，长期露天运行就会造成光伏组件表面积灰严重，灰尘阻挡光线会使得光伏板自身热量得不到释放，光伏板的温度越来越高，影响光伏发电的效率，从而影响光伏电站的发电效能。为提升光伏电站发电水平，需要定期对光伏组件进行清洗。

目前，现有的具有自清洁功能的光伏板主要通过在光伏板上设置清洁刷，并设置储水箱对光伏板进行清洗，现有的储水箱多采用复杂结构进行储水并对光伏板进行清洗，结构复杂使得清洁效率低，投资高，成本大。

中国专利CN202211076660.9公开了一种具有自清洁功能的光伏发电用光伏板及其使用方法，需要进行清洁时，电机启动，通过拉绳使移动架运动，主动齿轮在齿条的作用下转动，变速器使圆盘带动活动杆运动，从而通过连接杆使橡胶塞做往复运动，将输气筒内的气体充入到储水箱的内部，使其增压；储水箱内部气压升高，内部的液体通过输出管进入到喷管组件并喷出，喷水装置需提供输气筒进行加压喷水，通过滚动棉刷的下移或上移与摩擦限流件的配合实现水箱出水和停水操作，结构复杂，使得清洁效率低。

发明内容

为了克服现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置及其使用方法，以解决现有的光伏板清洁装置储水箱结构复杂，使得清洁效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，包括：光伏板、水箱和清洁机构，光伏板的底端设置有用于储存水的水箱，光伏板的表面设置有用于光伏板清洁的清洁机构，清洁机构包括清洁棒、齿轮和皮带轮，清洁棒设置在光伏板的表面，清洁棒的两端各设置有两个齿轮，两个皮带轮和两个齿轮对应连接，光伏板顶端设置有多个喷头，水箱与多个喷头相连；所述水箱内设置有水泵，水泵的出水口连接水管的一端，水管的另一端延伸至光伏板的顶端，水管的另一端与喷头相连。

进一步的，所述水箱的顶端开设有进水槽。

进一步的，所述光伏板远离水箱的一端呈向上倾斜设置。

进一步的，所述清洁机构包括齿条、第一齿轮和第二齿轮，光伏板的表面设置有两个对称的供清洁棒上下移动的齿条，齿条顶部啮合有第一齿轮和第二齿轮。

进一步的，所述清洁机构还包括侧板和电机，侧板呈L型，侧板的短边设置于光伏板的背面，电机设置在侧板的长边上。

进一步的，所述清洁机构还包括第一皮带轮、第二皮带轮和皮带，侧板的长边与第一齿轮之间设置有第一皮带轮，第二齿轮与侧板的长边之间设置有第二皮带轮，皮带连接第一皮带轮和第二皮带轮；电机的输出轴贯穿侧板的长边，第一齿轮和第一皮带轮均与电机的输出轴固定连接；清洁棒的两端各设置一个第二齿轮，清洁棒两端的轴分别与两组侧板的长边转动连接；第二齿轮与清洁棒的轴转动连接，第二皮带轮与清洁棒的轴固定连接。

进一步的，所述第一齿轮的直径与第二齿轮的直径相同。

进一步的，所述第一皮带轮的直径大于第二皮带轮的直径。

第二方面，本发明提供一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置的使用方法，基于上述中任一项所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，包括：

雨天时，雨水顺着光伏板进入水箱内临时储存；

使用时，水泵将水从水箱内抽出，通过水管和喷头由上向下喷洒在光伏板上，对光伏板表面的灰尘进行冲洗，通过驱动齿轮带动清洁机构上下移动，同时驱动皮带轮旋转，驱动清洁棒在光伏板旋转清洁。

进一步的，通过电机驱动第一齿轮旋转，第一齿轮沿齿条滚动驱动清洁机构沿齿条移动，同时电机驱动第一皮带轮旋转，第一皮带轮通过皮带和第二皮带轮驱动清洁棒旋转。

本发明至少具有以下有益效果：

1、本发明在光伏板底端设置水箱，水箱内设置有水泵，水泵的出水口连接水管的一端，水管的另一端延伸至光伏板的顶端，水管的另一端与喷头相连；下雨时通过水箱进行储水，使用时水泵将水从水箱内抽出，通过水管和喷头由上向下喷洒在光伏板上，对光伏板表面的灰尘进行冲洗，通过驱动齿轮带动清洁机构上下移动，同时驱动皮带轮旋转，驱动清洁棒在光伏板旋转清洁；储水箱的设计结构简单，能够直接对光伏板表面进行清洁工作，可有效的提升光伏板的清洁效率。

2、本发明在清洁机构中集成了两种传动方式，一种是齿轮和齿条传动，负责驱动清洁机构的行走，另一种是皮带传动，第二皮带轮在直径较大的第一皮带轮的驱动下，其转速会较高，可通过传动比增加清洁棒的转速提高清扫效果，以达到带动清洁棒高速旋转清洁灰尘的目的。

3、本发明利用电机控制清洁机构沿齿条行走或刹停，可实现半自动或全自动清洁，操作效率较高。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的局部剖开的结构示意图。

图3为本发明的斜下视角中清洁机构的结构示意图。

图4为本发明的斜侧视角中清洁机构的结构示意图。

附图标记：1、光伏板；2、水箱；201、进水槽；202、水泵；203、水管；204、喷头；3、清洁机构；301、齿条；302、侧板；303、电机；304、第一皮带轮；305、第一齿轮；306、第二皮带轮；307、皮带；308、第二齿轮；309、清洁棒。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本发明所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。

实施例1

如图1-图4所示，一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，包括：光伏板1、水箱2和清洁机构3，光伏板1的底端设置有用于储存水的水箱2，光伏板1的表面设置有用于光伏板1清洁的清洁机构3，清洁机构3包括清洁棒309、齿轮和皮带轮，清洁棒309设置在光伏板1的表面，清洁棒309的两端各设置有两个齿轮和两个皮带轮，齿轮和皮带轮对应连接，清洁机构3通过齿传动和皮带传动驱动清洁棒309旋转作业；水箱2的顶端开设有进水槽201，且水箱2内设置有水泵202，水泵202的出水口连接水管203的一端，水管203的另一端延伸至光伏板1的顶端，光伏板1顶端设置有喷头204，水管203位于光伏板1顶端的另一端与喷头204相连，光伏板1远离水箱2的一端呈向上倾斜设置。

光伏板1的面积较大，在雨天能够有效的收集雨水，雨水顺着光伏板1通过进水槽201进入水箱2内临时储存，使用时，水泵202将水通过水管203和喷头204由上向下喷洒在光伏板1上，大部分的清洁水会被清洁棒309和灰尘一起扫飞，少量污水会回流到水箱2内，因此水泵202为过滤型水泵。

清洁机构3包括齿条301、第一齿轮305和第二齿轮308，光伏板1的表面边缘设置有两个对称的可供清洁棒309上下移动的齿条301，齿条301顶部啮合有第一齿轮305和第二齿轮308；清洁机构3还包括侧板302和电机303，侧板302呈L型，侧板302的短边设置于光伏板1的背面，电机303设置在侧板302的长边上。

清洁机构3还包括第一皮带轮304、第二皮带轮306和皮带307，侧板302的长边与第一齿轮305之间设置有第一皮带轮304，第二齿轮308与侧板302的长边之间设置有第二皮带轮306，皮带307连接第一皮带轮304和第二皮带轮306；电机303的输出轴贯穿侧板302的长边，第一齿轮305和第一皮带轮304均与电机303的输出轴固定连接；清洁棒309位于两组第二齿轮308之间，清洁棒309两端的轴分别与两组侧板302的长边转动连接；第二齿轮308与清洁棒309的轴转动连接，第二皮带轮306与清洁棒309的轴呈固定连接。

第一齿轮305的直径与第二齿轮308的直径相同，第一皮带轮304的直径大于第二皮带轮306的直径。

该装置通过两组第一齿轮305和两组第二齿轮308使得清洁机构3稳定的架设在齿条301上，需要注意之处在于，明显的第二皮带轮306在直径较大的第一皮带轮304的驱动下，其转速会较高，以达到带动清洁棒309高速旋转清洁灰尘的目的，为了避免结构冲突，该装置的第二齿轮308与清洁棒309两端的轴是自由转动套接的，第二齿轮308(与第一齿轮305形成“四轮”的结构布局)只负责提高清洁机构3的稳定性；该装置的电机303应采用步进电机。

实施例2

一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置的使用方法，包括：

水泵202将水通过水管203和喷头204由上向下喷洒在光伏板1上，先对光伏板1表面的灰尘进行冲洗，通过电机303驱动第一齿轮305旋转，第一齿轮305沿齿条301滚动驱动清洁机构3沿齿条301移动，同时电机303也会驱动第一皮带轮304旋转，第一皮带轮304通过皮带307和第二皮带轮306驱动清洁棒309旋转，第二皮带轮306在直径较大的第一皮带轮304的驱动下，其转速会较高，以达到带动清洁棒309高速旋转清洁灰尘的目的。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，包括：光伏板(1)、水箱(2)和清洁机构(3)，光伏板(1)的底端设置有用于储存水的水箱(2)，光伏板(1)的表面设置有用于光伏板(1)清洁的清洁机构(3)，清洁机构(3)包括清洁棒(309)、齿轮和皮带轮，清洁棒(309)设置在光伏板(1)的表面，清洁棒(309)的两端各设置有两个齿轮，两个皮带轮和两个齿轮对应连接，光伏板(1)顶端设置有多个喷头(204)，水箱(2)与多个喷头(204)相连；所述水箱(2)内设置有水泵(202)，水泵(202)的出水口连接水管(203)的一端，水管(203)的另一端延伸至光伏板(1)的顶端，水管(203)的另一端与喷头(204)相连。

2.根据权利要求1所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，所述水箱(2)的顶端开设有进水槽(201)。

3.根据权利要求1所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，所述光伏板(1)远离水箱(2)的一端呈向上倾斜设置。

4.根据权利要求1所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，所述清洁机构(3)包括齿条(301)、第一齿轮(305)和第二齿轮(308)，光伏板(1)的表面设置有两个对称的供清洁棒(309)上下移动的齿条(301)，齿条(301)顶部啮合有第一齿轮(305)和第二齿轮(308)。

5.根据权利要求4所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，所述清洁机构(3)还包括侧板(302)和电机(303)，侧板(302)呈L型，侧板(302)的短边设置于光伏板(1)的背面，电机(303)设置在侧板(302)的长边上。

6.根据权利要求5所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，所述清洁机构(3)还包括第一皮带轮(304)、第二皮带轮(306)和皮带(307)，侧板(302)的长边与第一齿轮(305)之间设置有第一皮带轮(304)，第二齿轮(308)与侧板(302)的长边之间设置有第二皮带轮(306)，皮带(307)连接第一皮带轮(304)和第二皮带轮(306)；电机(303)的输出轴贯穿侧板(302)的长边，第一齿轮(305)和第一皮带轮(304)均与电机(303)的输出轴固定连接；清洁棒(309)的两端各设置一个第二齿轮(308)，清洁棒(309)两端的轴分别与两组侧板(302)的长边转动连接；第二齿轮(308)与清洁棒(309)的轴转动连接，第二皮带轮(306)与清洁棒(309)的轴固定连接。

7.根据权利要求4所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，所述第一齿轮(305)的直径与第二齿轮(308)的直径相同。

8.根据权利要求6所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，其特征在于，所述第一皮带轮(304)的直径大于第二皮带轮(306)的直径。

9.一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置的使用方法，其特征在于，基于权利要求1-8中任一项所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置，包括：

雨天时，雨水顺着光伏板(1)进入水箱(2)内临时储存；

使用时，水泵(202)将水从水箱内抽出，通过水管(203)和喷头(204)由上向下喷洒在光伏板(1)上，对光伏板(1)表面的灰尘进行冲洗，通过驱动齿轮带动清洁机构(3)上下移动，同时驱动皮带轮旋转，驱动清洁棒(309)在光伏板(1)旋转清洁。

10.根据权利要求9所述的一种具有储水自清洁功能的太阳能发电装置的使用方法，其特征在于，通过电机(303)驱动第一齿轮(305)旋转，第一齿轮(305)沿齿条(301)滚动驱动清洁机构(3)沿齿条(301)移动，同时电机(303)驱动第一皮带轮(304)旋转，第一皮带轮(304)通过皮带(307)和第二皮带轮(306)驱动清洁棒(309)旋转。