CN204576276U - 一种太阳能电池板除尘系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能电池板除尘系统，属于光伏技术领域。其包括除尘模块，除尘模块包括气体喷管，气源通过气体喷管向太阳能电池板吹气，除去太阳能电池板表面的灰尘。其能够提高电池的能量转换效率，也能够提高太阳能蓄电池的服役寿命。

Description

一种太阳能电池板除尘系统

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别涉及一种太阳能电池板除尘系统。

背景技术

太阳能是一种取之不尽、用之不竭的清洁能源。太阳能光伏发电具有安全可靠、无污染、无噪声等优点。但是，由于太阳能电池板表面充分暴露在室外空气中，随着时间积累，空气中的无机和有机灰尘会逐渐积累在其表面，既降低电池的能量转换效率，也容易因“热岛效应”造成电池局部发热而损坏，导致太阳能蓄电池因不能保持足够的电量而大大缩短寿命。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出了一种能够使除去太阳能电池板表面的灰尘的太阳能电池板除尘系统。

本实用新型提供的太阳能电池板除尘系统包括除尘模块，所述除尘模块包括气体喷管，气源通过所述气体喷管向所述太阳能电池板吹气，除去太阳能电池板表面的灰尘；

可选的，所述气源容置在储气罐中，所述储气罐上设有电磁阀，所述太阳能电池板除尘系统还包括电磁阀控制模块，所述电磁阀控制模块用于控制电磁阀的开闭，从而控制气体喷管动作。

作为优选，所述太阳能电池板除尘系统还包括追踪模块，所述追踪模块包括日追踪机构和年追踪机构，所述日追踪机构使得太阳能电池板能够在一天中跟随太阳光的直射方向周期性旋转；所述年追踪机构追踪模块使得太阳能电池板的仰视角能够在一年中随着太阳高度角的变化产生周期性的变化；所述日追踪机构和年追踪机构能够共同使得太阳光实时垂直照射在所述太阳能电池板表面。

作为优选，所述日追踪机构包括转轴，所述太阳能电池板上设有转轴穿设孔，所述转轴通过所述穿设孔连接于所述太阳能电池板，向所述转轴输出旋转动力时，所述太阳能电池板能够跟随所述转轴一起旋转。

作为优选，所述转轴固定连接于所述太阳能电池板。

作为优选，所述转轴通过键连接向所述太阳能电池板传递扭矩。

作为优选，所述太阳能电池板除尘系统还包括旋转动力供给机构，所述旋转动力供给机构用于向所述转轴输出旋转动力。

作为优选，所述旋转动力供给机构是摇臂，所述摇臂固定连接于所述转轴的自由端，转动所述摇臂，能够向所述转轴传递扭矩。

作为优选，所述旋转动力供给机构包括电机、小齿轮和大齿轮，所述电机的输出轴固定连接于所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮之间啮合，所述大齿轮固定连接于所述转轴，启动所述电机，所述电机依次通过所述小齿轮和大齿轮向所述转轴传递扭矩。

作为优选，所述年追踪机构包括两块耳板和两个定位销，所述两块耳板在相对应的位置分别设有若干个定位通孔，各所述定位通孔的圆心共圆，所述太阳能电池板的两侧各设有一个定位盲孔，所述定位销能够穿过所述定位通孔中的任一并可拆卸地插设于所述定位盲孔中，通过选择用于与所述定位销配合的定位通孔，能够改变太阳能电池板的仰视角。

作为优选，所述太阳能电池板除尘系统还包括电机控制模块，所述电机控制模块用于控制所述电机的转速和所述电机的正反转。

本实用新型提供的太阳能电池板除尘系统能够通过气体喷管向太阳能电池板吹气，从而除去太阳能电池板表面灰尘，因此，能够提高电池的能量转换效率，也能够提高太阳能蓄电池的服役寿命。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的太阳能电池板除尘系统中应用的日追踪机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的太阳能电池板除尘系统中太阳能电池板随着季节变化而改变其自身仰视角的动态结构示意图；

图3为本实用新型实施例二提供的太阳能电池板除尘系统中应用的日追踪机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例三提供的太阳能电池板除尘系统中应用的日追踪机构的结构示意图；

图5为本实用新型实施例一提供的太阳能电池板除尘系统中应用的年追踪机构的其中一块耳板的结构示意图；

图6为本实用新型实施例一提供的太阳能电池板除尘系统中应用的年追踪机构两块耳板与太阳能电池板配合后的结构示意图；

图7为本实用新型实施例四提供的太阳能电池板除尘系统中应用的电机控制模块的逻辑框图；

图8为本实用新型实施例五提供的太阳能电池板除尘系统的整体结构示意图；

图9位本实用新型实施例六提供的太阳能电池板除尘系统中应用的转轴的结构示意图。

具体实施方式

为了深入了解本实用新型，下面结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型提供的太阳能电池板除尘系统包括追踪模块，追踪模块包括日追踪机构和年追踪机构，日追踪机构使得太阳能电池板能够在一天中跟随太阳光的直射方向周期性旋转；年追踪机构追踪模块使得太阳能电池板的仰视角能够在一年中随着太阳高度角的变化产生周期性的变化；日追踪机构和年追踪机构能够共同使得太阳光实时垂直照射在太阳能电池板表面。

本实用新型提供的太阳能电池板除尘系统利用日追踪机构使得太阳能电池板能够在一天中跟随太阳光的直射方向周期性旋转；利用年追踪机构追踪模块还使得太阳能电池板的仰视角能够在一年中随着太阳高度角的变化产生周期性的变化；日追踪机构和年追踪机构能够共同使得太阳光实时垂直照射在太阳能电池板表面。因此，本实用新型提供的太阳能电池板除尘系统能够提高光伏发电系统的光电转换效率。

实施例一

参见附图1，日追踪机构包括转轴2，太阳能电池板1上设有转轴穿设孔，转轴2通过穿设孔连接于太阳能电池板1，向转轴2输出旋转动力时，太阳能电池板1能够跟随转轴一起旋转。此时，以北半球为例，在图1中，左西右东，随着太阳的东升西落，以图1的仰视图说明，太阳能电池板1首先向东倾斜，在地球自转的影响下，以地球为参照物，太阳作圆周运动，因此，为了能够使一天中的任何时候，太阳光都能垂直入射到太阳能电池板1表面，需要太阳能电池板1在转轴2的带动下以转轴2为参照物，作逆时针方向的旋转。

其中，为了保证转轴2与太阳能电池板1的同步运动，转轴2可以固定连接于太阳能电池板1，例如，可以将转轴2焊接于太阳能电池板1；或者在转轴2和太阳能电池板1的转轴穿设孔处设有相互配合的螺纹，通过螺纹副将转轴2固定连接于太阳能电池板1。

另外，转轴2还可以通过键连接向太阳能电池板1传递扭矩。此时，需要在转轴2和太阳能电池板1的转轴穿设孔处设有键和键槽。

参见附图2，根据自然现象，受到地球公转的影响，在一年四季中，太阳高度角会发生变化，以北半球为例，当太阳距离北回归线较远的时候，如果需要太阳光垂直入射到太阳能电池板表面，就需要太阳能电池板与地面的夹角α₁较大，而随着太阳逐渐靠近北回归线，如果依然需要太阳光垂直入射到太阳能电池板表面，就需要太阳能电池板与地面的夹角α₂变化为较小才可以。同时，太阳能电池板与地面的夹角也需要随着太阳能电池板的地理纬度而变化，原理同上。

参见附图5和附图8，为了实现太阳能电池板与地面夹角的变化，年追踪机构包括两块耳板8和两个定位销9，两块耳板8在相对应的位置分别设有若干个定位通孔(a₁、a₂、a₃...)，各定位通孔(a₁、a₂、a₃...)的圆心共圆，太阳能电池板1的两侧各设有一个定位盲孔，定位销9能够穿过定位通孔(a₁、a₂、a₃...)中的任一并可拆卸地插设于定位盲孔中，通过选择用于与定位销9配合的定位通孔，能够实现太阳能电池板与地面夹角的变化，例如，当与定位销9配合的定位通孔为a₁时，太阳能电池板与地面的夹角较大，而当与定位销9配合的定位通孔为a₃时，太阳能电池板与地面的夹角较小。

实施例二

参见附图3，与本实用新型实施例一提供的太阳能电池板除尘系统的不同之处在于，本实用新型实施例二提供的太阳能电池板除尘系统还包括旋转动力供给机构，旋转动力供给机构用于向转轴输出旋转动力。在没有旋转动力供给机构的情况下，在向转轴2施加力矩时，由于力臂很短，需要施加的力必然会非常大，因此，需要耗费的人力也较大。

本实施例中，旋转动力供给机构是摇臂7，摇臂7固定连接于转轴2的自由端，转动摇臂7，能够向转轴2传递扭矩。此时，在向转轴2施加力矩时，由于力臂增大，在力矩不变的情况下，需要施加的力减小，从而，能够节省人力。

本实施例提供的太阳能电池板除尘系统的缺陷在于，需要有人值守在力臂7旁边，是一种对人力资源的浪费。特别是，由于太阳能电池板1通常设置在空旷的户外，对值守在力臂7旁边的操作人员来说是一个较大的挑战。

本实施例中，扭矩是根据太阳能电池板1的质量确定的。

实施例三

参见附图4，与本实用新型实施例二提供的太阳能电池板除尘系统的不同之处在于，本实用新型实施例三提供的太阳能电池板除尘系统的旋转动力供给机构包括电机5、小齿轮3和大齿轮4，电机5的输出轴6固定连接于小齿轮3，小齿轮3与大齿轮4之间啮合，大齿轮4固定连接于转轴2，启动电机5，电机5依次通过小齿轮3和大齿轮4向转轴2传递扭矩。此时，之所以选用小齿轮3和大齿轮4，是因为电机5的输出轴的转速一般较大，而根据自然现象，转轴2在一个白昼，即8～12小时左右的时间内转过的角度一般为180°左右，因此，需要通过小齿轮3和大齿轮4之间的啮合关系及传动比找到适合转轴2的转速。

与实施例二相比，本实用新型实施例二提供的太阳能电池板除尘系统的优点在于，能够通过电机5和齿轮传动机构带动转轴2旋转，进而带动太阳能电池板1旋转，而不必操作人员值守。

其缺点在于，由于无法控制电机5的正反转，电机5只能按照最初设定的转速做逆时针转动，这就导致太阳能电池板1需要旋转360°才能回归初始位置，以北半球为例，只有春分和秋分2天能够保证白昼和黑夜各半，也就是说，只有在春分和秋分这两天，才能保证太阳能电池板1的旋转能够被充分利用，而其余时间太阳能电池板1的有效光照时间都得不到最好的保证。

实施例四

参见附图7，与实施例三提供的太阳能电池板除尘系统的不同之处在于，本实用新型实施例四提供的太阳能电池板除尘系统还包括电机控制模块，电机控制模块用于控制电机的转速和电机的正反转。此时，可以在电机控制模块中置入时钟，并根据时钟设定转速，通过这样的设置，能够使得太阳能电池板1在白天自东向西旋转，而到夜晚的时候向相反的方向旋转而复位，并且，还可以根据自然现象为电机输入个性化的初始位置，使得每一天太阳能电池板1的旋转都能够被充分利用。

本实施例中，电机控制模块是一个单片机，型号为STC89S54，其中置入的时钟是DS1302时钟。

实施例五

与本实用新型实施例一～四均不同，本实用新型实施例五提供的太阳能电池板除尘系统还包括除尘模块，除尘模块包括气体喷管，气源通过气体喷管向太阳能电池板吹气，除去太阳能电池板表面的灰尘。由于电池板表面充分裸露在室外空气中，随着时间积累，空气中的无机和有机灰尘会逐渐积累在其表面，既降低电池的能量转换效率，也容易因“热岛效应”造成电池局部发热而损坏，导致太阳能蓄电池因不能保持足够的电量而大大缩短寿命。加入了除尘模块之后，能够吹去太阳能电池板表面的灰尘，从而延长太阳能电池板的服役寿命。最终设计为2个进风口、17个圆形出风口。进风口通过软管经控制阀与高压储气罐连接，利用单片机定时开启控制阀，一定压力的气体通过小孔均匀喷出，转化为高速微细气体射流，形成对电池板表面的喷射力，实现较大面积除尘。

本实施例中，气源容置在储气罐中，储气罐上设有电磁阀，通过电磁阀控制模块控制电磁阀的开闭，从而控制气体喷管的动作，本实施例中，电磁阀控制模块是单片机。

为了使气体流稳定，还在气体喷管上设置了流畅模型，使气体喷管喷出的气体更加顺畅。

此外，本实用新型实施例提供的太阳能电池板除尘系统应用的聚光模块是利用聚集反射技术，在太阳能电池板的左右两侧布置反光铝板，将铝板和太阳能电池板成60°角布置时，在电池板受光面积不变的情况下，其使用的反射铝板的面积最小，成本也就低。

本实用新型实施例提供的太阳能电池板除尘系统的电源模块包括太阳能电池板、太阳能控制器、蓄电池，同时备用了一套AC/DC市电供电系统实现光电互补可在两种供电方式中自由切换。该电源模块不但作为单片机的工作电源，而且可以实现光电互补，可在两种供电方式中自由切换，以保障系统的运行的稳定性。

实施例六

与上述实施例均不同，为了实现本实用新型太阳能电池板对太阳光的追踪，还可以在太阳能电池板的背部设有一球窝，转轴顶部连接一球头，球头设置在球窝中，此时，需要改变太阳能电池板对地的倾角α时，只需要利用该球窝和球头的配合关系，按照事先设定的倾角倾斜太阳能电池板即可。如果需要实现太阳能电池板的日追踪，仍然应用上文中提到的旋转动力供给机构，此时，需要令该球窝与该球头之间具有很大的摩擦，从而，当旋转动力供给机构通过大齿轮、小齿轮向转轴传递扭矩时，太阳能电池板才能够与转轴同步运动。例如，可以在球窝和球头上分别设置摩擦系数很大的材料，例如橡胶，增大它们之间的摩擦。

此处需要说明的是，本实用新型实施例一～五提供的太阳能电池板中的追踪模块的构思是日追踪机构和年追踪机构是分体的，而本实用新型实施例六提供的太阳能电池板中的追踪模块的构思是日追踪机构和年追踪机构是合体的，它们之间的发明构思不同，结构也不同，由此，需要对本实用新型实施例一～进行概括。提供本实用新型实施例六的目的是为了独立权利要求中的功能性限定。

以上的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池板除尘系统，其特征在于，包括除尘模块，所述除尘模块包括气体喷管，气源通过所述气体喷管向所述太阳能电池板吹气，除去太阳能电池板表面的灰尘；

可选的，所述气源容置在储气罐中，所述储气罐上设有电磁阀，所述太阳能电池板除尘系统还包括电磁阀控制模块，所述电磁阀控制模块用于控制电磁阀的开闭，从而控制气体喷管动作。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，还包括追踪模块，所述追踪模块包括日追踪机构和年追踪机构，所述日追踪机构使得太阳能电池板能够在一天中跟随太阳光的直射方向周期性旋转；所述年追踪机构追踪模块使得太阳能电池板的仰视角能够在一年中随着太阳高度角的变化产生周期性的变化；所述日追踪机构和年追踪机构能够共同使得太阳光实时垂直照射在所述太阳能电池板表面。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，所述日追踪机构包括转轴，所述太阳能电池板上设有转轴穿设孔，所述转轴通过所述穿设孔连接于所述太阳能电池板，向所述转轴输出旋转动力时，所述太阳能电池板能够跟随所述转轴一起旋转。

4.根据权利要求3所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，所述转轴固定连接于所述太阳能电池板。

5.根据权利要求3所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，所述转轴通过键连接向所述太阳能电池板传递扭矩。

6.根据权利要求3所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，还包括旋转动力供给机构，所述旋转动力供给机构用于向所述转轴输出旋转动力。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，所述旋转动力供给机构是摇臂，所述摇臂固定连接于所述转轴的自由端，转动所述摇臂，能够向所述转轴传递扭矩。

8.根据权利要求6所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，所述旋转动力供给机构包括电机、小齿轮和大齿轮，所述电机的输出轴固定连接于所述小齿轮，所述小齿轮与所述大齿轮之间啮合，所述大齿轮固定连接于所述转轴，启动所述电机，所述电机依次通过所述小齿轮和大齿轮向所述转轴传递扭矩。

9.根据权利要求2所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，所述年追踪机构包括两块耳板和两个定位销，所述两块耳板在相对应的位置分别设有若干个定位通孔，各所述定位通孔的圆心共圆，所述太阳能电池板的两侧各设有一个定位盲孔，所述定位销能够穿过所述定位通孔中的任一并可拆卸地插设于所述定位盲孔中，通过选择用于与所述定位销配合的定位通孔，能够改变太阳能电池板的仰视角。

10.根据权利要求8所述的太阳能电池板除尘系统，其特征在于，还包括电机控制模块，所述电机控制模块用于控制所述电机的转速和所述电机的正反转。