CN117458977A - 一种光伏板防护装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光伏板防护装置及其控制方法，属于清洁能源发电技术领域，能够解决现有光伏板表面清理方式易造成光伏板损伤、资源浪费以及存在安全隐患的问题。所述装置包括：两个滚轴，分别设置在光伏板相对两端的上方；其中一个滚轴上套设有防护膜卷，另一滚轴与防护膜卷上最外层防护膜的自由端连接；两个滚轴之间的防护膜覆盖光伏板的上表面；支架模块，设置在光伏板与两个滚轴之间，用于支撑两个滚轴；控制模块，分别设置在两个滚轴上，用于控制两个滚轴同时转动，以替换两个滚轴之间的防护膜。本发明用于光伏板防护。

Description

一种光伏板防护装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种光伏板防护装置及其控制方法，属于清洁能源发电技术领域。

背景技术

随着新能源的大力发展，光伏产业发展迅速，光伏装机量显著上升。由于海洋水域面积大，远离居民地，在海洋建设光伏项目能提高海洋空间综合利用率，因此海上光伏产业迎来了全面发展。而现有光伏电站的光伏板一直暴露在空气中，经常会粘附有鸟粪等污浊物；而且，海上光伏电站还面临着海浪溅打在光伏板上时浪水中携带的污浊物，这些污浊物均会对光伏设备的使用寿命、维护成本、发电效率以及产业经济效益产生较大影响，具体表现在以下几个方面：1、污浊物影响光线的透射率，进而影响到光伏板表面所接受的辐射量；2、污浊物粘附在光伏板表面会形成阴影，局部产生热斑效应，进而对光伏板造成损伤，影响发电率的同时也会缩短光伏板的寿命；3、污浊物含有的化学成分比较复杂，如鸟粪含有的尿酸盐、铵、磷酸、草酸、碳酸盐等化学成分对光伏玻璃具有一定的腐蚀性，其中的铵盐在潮湿环境下也容易与金属产生电化学反应，从而破坏光伏板铝边框和钢支架等金属的强度。

因此，清理鸟粪等表面污浊物对于光伏板的正常工作极为重要。目前市场上对鸟粪的处理还是采用清洗的手段来实现，工作人员直接踩踏在光伏板表面进行清理工作，或者是利用高压冲洗方式，而采用人员直接清洗的方式易造成光伏板损伤、隐裂和热斑等问题，同时对工作人员的安全存在隐患；而高压冲洗方式也不能完全清洗干净，另外，用水量大，会造成水资源浪费，同时对于大面积的太阳能发电站操作难度大。

发明内容

本发明提供了一种光伏板防护装置及其控制方法，能够解决现有光伏板表面清理方式易造成光伏板损伤、资源浪费以及存在安全隐患的问题。

一方面，本发明提供了一种光伏板防护装置，所述装置包括：

两个滚轴，分别设置在光伏板相对两端的上方；其中一个滚轴上套设有防护膜卷，另一滚轴与所述防护膜卷上最外层防护膜的自由端连接；两个滚轴之间的防护膜覆盖所述光伏板的上表面；

支架模块，设置在光伏板与两个滚轴之间，用于支撑两个滚轴；

控制模块，分别设置在两个滚轴上，用于控制两个滚轴同时转动，以替换两个滚轴之间的防护膜。

可选的，所述装置还包括：

检测模块，设置在滚轴上、且与所述控制模块连接，用于检测所述防护膜上的污染信息，并将所述污染信息发送给所述控制模块；

所述控制模块具体用于根据所述污染信息控制两个滚轴同时转动。

可选的，所述防护膜卷上的防护膜被分成多个防护膜标准节；每个防护膜标准节的长度与两个滚轴之间的长度相适应。

可选的，每个防护膜标准节均包括顶膜和底膜；所述顶膜和所述底膜的相对端连接形成空腔；所述顶膜上设置有若干排水孔；

每个防护膜标准节上设有角孔，所述角孔用于将通过所述排水孔进入所述空腔的水排出。

可选的，所述支架模块包括：

四个底座，分别设置在两个滚轴的端部下方，用于支撑两个滚轴的端部。

可选的，所述光伏板具有位置相对的第一端和第二端，以及连接在所述第一端和所述第二端之间的第三端和第四端；所述第一端的水平高度大于所述第二端的水平高度；

位于所述第三端上方的底座的高度大于位于所述第四端上方的底座的高度；所述角孔位于所述第二端和所述第四端交汇处。

可选的，所述装置还包括：

排水结构，用于将从所述角孔流出的水导流出所述光伏板。

可选的，所述排水结构包括：

集水盒，固定在所述第二端和所述第四端交汇处的滚轴上，用于盛接从所述角孔流出的水；

排水管，一端与所述集水盒连通，另一端伸出所述光伏板外侧，用于将所述集水盒内的水导向所述光伏板外侧。

可选的，所述排水孔为圆孔，所述圆孔的直径为0.1~1cm。

另一方面，本发明提供了一种基于上述任一种所述的光伏板防护装置的控制方法，所述方法包括：

S1、获取所述防护膜上的污染信息，所述污染信息包括防护膜上的阴影面积和重量增值；

S2、当所述阴影面积达到第一预设值和/或所述重量增值达到第二预设值时，控制两个滚轴同时转动。

本发明能产生的有益效果包括：

（1）本发明提供的光伏板防护装置，通过利用两个滚轴和防护膜卷配合在光伏板上方形成一层防护膜，可以有效阻挡鸟粪等表面污浊物直接接触光伏板，并通过控制模块控制两个滚轴转动，来自动替换掉被污染的防护膜；使用本发明的防护装置，一方面避免了大量人力的操作，另一方面避免了直接清洗将污浊物掉入地面或海里的问题，省时省力又环保，并且可以适用于大规模的海上光伏。同时，本发明提供的防护装置结构简单、安装简便、可回收利用率高、安全可靠、操作性强、制作成本低，可以对鸟屎等污浊物快速检测识别并能及时处理，可以快速排出溅打在光伏板上的雨水和浪水，确保光伏板表面的清洁，保障了发电效率，延长了光伏板使用寿命，降低了维护成本，与现代化智能管理发展趋势吻合。

（2）本发明提供的光伏板防护装置，通过在滚轴上设置检测模块和控制模块，该检测模块和控制模块中内置的控制程序可以快速检测识别污浊物影响，当控制模块判断出污浊物对光伏效率有一定影响时，自动更换防护膜，保障了光伏板利用率。

（3）本发明提供的光伏板防护装置，通过将滚轴两端下方的底座进行高低不一的设计，与光伏板本身的倾斜布置相结合，有利于溅在光伏板防护膜上的雨水或浪水通过顶膜上的排水孔迅速集中在角落的角孔处，再通过集水盒和排水管直接排入地面或海里，从而有效防止了雨水和海水对光伏板的影响。

附图说明

图1为本发明实施例提供的光伏板防护装置结构示意图；

图2为本发明实施例提供的滚轴和支架模块结构示意图；

图3为本发明实施例提供的顶膜和底膜结构示意图；

图4为本发明实施例提供的光伏板结构示意图；

图5为本发明实施例提供的集水盒和排水管结构示意图；

图6为本发明实施例提供的光伏板安装防护装置整体示意图；

图7为本发明实施例提供的防护膜上角孔结构示意图；

图8为本发明实施例提供的光伏板防护装置的控制方法流程图。

部件和附图标记列表：

1、滚轴；2、防护膜卷；3、防护膜；4、顶膜；5、底膜；6、排水孔；7、第一底座；8、第二底座；9、光伏板；10、集水盒；11、排水管；12、第一端；13、第二端；14、第三端；15、第四端；16、角孔。

具体实施方式

下面结合实施例详述本发明，但本发明并不局限于这些实施例。

本发明实施例提供了一种光伏板防护装置，如图1至图7所示，所述装置包括：

两个滚轴1，分别设置在光伏板9相对两端的上方；其中一个滚轴1上套设有防护膜卷2，另一滚轴1与防护膜卷2上最外层防护膜3的自由端连接；两个滚轴1之间的防护膜3覆盖光伏板9的上表面；

支架模块，设置在光伏板9与两个滚轴1之间，用于支撑两个滚轴1；

控制模块，分别设置在两个滚轴1上，用于控制两个滚轴1同时转动，以替换两个滚轴1之间的防护膜3。在实际应用中，控制模块可以根据预设时间间隔来控制滚轴1转动，或根据防护膜3上的污染程度来控制滚轴1转动，本发明对此不做限定。

其中，防护膜3具有透光及一定韧性，一方面不影响太阳能转化效率，另一方面保障了防护膜3的稳定性。

防护膜卷2上的防护膜3被分成多个防护膜标准节；每个防护膜标准节的长度与两个滚轴1之间的长度相适应。

每个防护膜标准节均包括顶膜4和底膜5；顶膜4和底膜5的相对端连接形成空腔；顶膜4上设置有若干排水孔6；每个防护膜标准节的一角设有角孔16，角孔16用于将通过排水孔6进入空腔的水排出。

本发明实施例对于排水孔6的设置数量、排布方式以及形状尺寸等均不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定。示例的，排水孔6为圆孔，圆孔的直径为0.1~1cm。

在本发明中，滚轴1上布置1个防护膜卷2，1个防护膜卷2由若干节双层防护膜标准节组成。具体的，双层防护膜标准节是由顶底两层膜连成一个薄空腔，顶膜4上预留5~20个圆孔，底膜5上无孔。顶底连接处的1个角留有角孔16。双层防护膜3材质为透光有一定韧性的高分子材料，如聚乙烯、聚丙烯等。

在本发明实施例中，支架模块可以包括：

四个底座，分别设置在两个滚轴1的端部下方，用于支撑两个滚轴1的端部。

进一步的，光伏板9具有位置相对的第一端12和第二端13，以及连接在第一端12和第二端13之间的第三端14和第四端15；第一端12的水平高度大于第二端13的水平高度；位于第三端14上方的底座的高度大于位于第四端15上方的底座的高度；角孔16位于第二端13和第四端15交汇处。

具体的，四个底座可以被分为两组，每组中的两个底座用于支撑同一滚轴1的两端；每组中的两个底座分别被记为第一底座7和第二底座8；两组中的第一底座7位于光伏板9的第三端14，两组中的第二底座8位于光伏板9的第四端15。

参考图1所示，两个滚轴1位于光伏板9上方，每个滚轴1通过2个底座安装固定在光伏板9短边边框，相对的两个短边边框（即第一端12或第二端13）各布置1个滚轴1，滚轴1与光伏板9短边边框同长。

上述底座是卡扣式或吸盘式，每2个底座形成标准一对，第一底座7比第二底座8高5~30cm，第二底座8高度一般为10~30cm。

在实际应用中，所述装置还包括：

排水结构，设置在角孔16的下游，用于将从角孔16流出的水导流出光伏板9。

具体的，排水结构可以包括：

集水盒10，固定在第二端13和第四端15交汇处的滚轴1上，用于盛接从角孔16流出的水；

排水管11，一端与集水盒10连通，另一端伸出光伏板9外侧，用于将集水盒10内的水导向光伏板9外侧。

参考图1和图5所示，集水盒10固定在滚轴1靠近底座的区域上，与双层防护膜3上留的角孔16衔接。排水管11固定在集水盒10下方，其一端接在集水盒10，另一端接到地面或海里。

本发明通过将滚轴1两端下方的底座进行高低不一的设计，与光伏板9本身的倾斜布置相结合，有利于溅在光伏板9的防护膜3上的雨水或浪水通过顶膜4上的排水孔6迅速集中在角落的角孔16处，再通过集水盒10和排水管11直接排到地面或海里，从而有效防止了雨水和海水对光伏板9的影响。

进一步的，所述装置还包括：

检测模块，设置在滚轴1上、且与控制模块连接，用于检测防护膜3上的污染信息，并将污染信息发送给控制模块；控制模块具体用于根据污染信息控制两个滚轴1同时转动。

其中，污染信息可以包括防护膜3上的阴影面积和重量增值。检测模块中的检测程序可以实时检测防护膜3上的阴影面积和重量增值，然后控制模块根据防护膜3上的阴影面积和重量增值，来判断是否需要更换防护膜3，当确定需要更换防护膜3时，控制两个滚轴1同时转动。

在实际使用时，先将一卷双层防护膜3安装在一个滚轴1上，第一个标准节的另一端固定在另一个滚轴1上，轴上设置检测模块和控制模块轴，检测模块和控制模块用于进行污浊物检测识别分析，其目的是控制是否更换防护膜3。通过滚轴1带动双层防护膜标准节更新，将旧的防护膜3包裹在另一个滚轴1，新的标准节重新位于光伏板9玻璃上方。每个双层防护膜标准节长度是两个滚轴1之间的距离，宽度同光伏板9内的光伏组件尺寸。

本发明另一实施例提供一种基于上述任一种所述的光伏板防护装置的控制方法，如图8所示，所述方法包括：

S1、获取防护膜3上的污染信息，污染信息包括防护膜3上的阴影面积和重量增值；

S2、当阴影面积达到第一预设值和/或重量增值达到第二预设值时，控制两个滚轴1同时转动。

其中，第一预设值和第二预设值均为预先设置的值，本领域技术人员可以根据实际情况进行设定，本发明实施例对此不做限定。

具体的，参考图8所示，检测模块检测防护膜3上的阴影面积和重量增值，并将检测到的阴影面积和重量增值发送给控制模块，控制模块判断防护膜3上的阴影面积是否达到第一预设值；若是，则控制滚轴1转动，以更换防护膜3；若否，再判断防护膜3上的重量增值是否达到第二预设值，若是，则控制滚轴1转动，以更换防护膜3；若否，则保持滚轴1不动。

本发明通过在滚轴1上设置检测模块和控制模块，该检测模块和控制模块中内置的控制程序可以快速检测识别污浊物影响，当控制模块判断出污浊物对光伏效率有一定影响时，自动更换防护膜3，保障了光伏板9利用率。

本发明通过利用两个滚轴1和防护膜卷2配合在光伏板9上方形成一层防护膜3，可以有效阻挡鸟粪等表面污浊物直接接触光伏板9，并通过控制模块控制两个滚轴1转动，来自动替换掉被污染的防护膜3；使用本发明的防护装置，一方面避免了大量人力的操作，另一方面避免了直接清洗将污浊物掉到地面或海里的问题，省时省力又环保，并且可以适用于大规模的海上光伏。同时，本发明提供的防护装置结构简单、安装简便、可回收利用率高、安全可靠、操作性强、制作成本低，可以对鸟屎等污浊物快速检测识别并能及时处理，可以快速排出溅打在光伏板9的雨水和浪水，确保光伏板9表面的清洁，保障了发电效率，延长了光伏板9使用寿命，降低了维护成本，与现代化智能管理发展趋势吻合。

以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (9)

1.一种光伏板防护装置，其特征在于，所述装置包括：

两个滚轴，分别设置在光伏板相对两端的上方；其中一个滚轴上套设有防护膜卷，另一滚轴与所述防护膜卷上最外层防护膜的自由端连接；两个滚轴之间的防护膜覆盖所述光伏板的上表面；

支架模块，设置在光伏板与两个滚轴之间，用于支撑两个滚轴；

检测模块，设置在滚轴上，用于检测两个滚轴之间的防护膜上的污染信息；

控制模块，分别设置在两个滚轴上、且与所述检测模块连接，用于根据所述污染信息控制两个滚轴同时转动，以替换两个滚轴之间的防护膜。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述防护膜卷上的防护膜被分成多个防护膜标准节；每个防护膜标准节的长度与两个滚轴之间的长度相适应。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，每个防护膜标准节均包括顶膜和底膜；所述顶膜和所述底膜的相对端连接形成空腔；所述顶膜上设置有若干排水孔；

每个防护膜标准节上设有角孔，所述角孔用于将通过所述排水孔进入所述空腔的水排出。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述支架模块包括：

四个底座，分别设置在两个滚轴的两端的下方，用于支撑两个滚轴的端部。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述光伏板具有位置相对的第一端和第二端，以及连接在所述第一端和所述第二端之间的第三端和第四端；所述第一端的水平高度大于所述第二端的水平高度；

位于所述第三端上方的底座的高度大于位于所述第四端上方的底座的高度；所述角孔位于所述第二端和所述第四端交汇处。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

排水结构，用于将从所述角孔流出的水导流出所述光伏板。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述排水结构包括：

集水盒，固定在所述第二端和所述第四端交汇处的滚轴上，用于盛接从所述角孔流出的水；

排水管，一端与所述集水盒连通，另一端伸出所述光伏板外侧，用于将所述集水盒内的水导向所述光伏板外侧。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述排水孔为圆孔，所述圆孔的直径为0.1~1cm。

9.一种基于权利要求1至8中任一项所述的光伏板防护装置的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

S1、获取所述防护膜上的污染信息，所述污染信息包括防护膜上的阴影面积和重量增值；

S2、当所述阴影面积达到第一预设值和/或所述重量增值达到第二预设值时，控制两个滚轴同时转动。