CN205817831U - 光伏智能运维机器人 - Google Patents

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陶永安
李红
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

本实用新型涉及光伏板清洁保养技术领域,尤其是涉及一种光伏智能运维机器人,包括:机身和行走装置;行走装置设置在机身的背面上下两端,使机身能够沿预设的轨道往复运动;机身的上端较宽,下端较窄,使机身的前后两个侧面由上到下向机身的中心方向倾斜设置;在机身的前后两个侧面上分别设置沿前后两个侧面延伸的风道,并在两个风道内分别设置风机,在两个风道的外侧分别设置出风口;机身的背面设置有毛刷,用于清扫光伏板的表面;机身的正面设置有机身太阳能光伏板,为除尘除雪机器人的各部分用电单元供电。机身侧面及出风口倾斜,使吹风方向基本朝下,对难以清除的积雪有很好的吹扫效果,除净率达到99%以上,且成本低、工作效率高。

Description

光伏智能运维机器人
技术领域
[0001]本实用新型涉及光伏板清洁保养技术领域,尤其是涉及一种光伏智能运维机器人。
背景技术
[0002]太阳能作为一种绿色的清洁能源,得到了越来越广泛的应用。很多国家都在阳光充裕的地区建成了太阳能电厂,以满足用电需要,并逐步取代传统电厂。
[0003]我国是太阳能资源丰富的国家之一,荒漠面积达到108万平方公里,主要分布在光照资源丰富的西北地区,I平方公里面积可安装100兆瓦的光伏阵列,每年可发电1.5亿度;如果开发利用1%的荒漠,就可以发出相当于我国2003年全年的耗电量。
[0004]太阳能电厂通常通过设置大面积的光伏阵列实现发电,但沙漠地区通常风沙较大,昼夜温差也较大,光伏板上容易积尘,冬季容易积雪。光伏板上积尘或积雪,都会影响光伏板对太阳光的吸收效率,因此需要及时清除。
[0005]目前的太阳能电厂中,通常是采用人工清扫的方式对光伏板进行除尘除雪工作,劳动强度大,人力成本高而且清扫效果较差。有些太阳能电厂采用高压水枪冲洗或喷淋的水洗方式对光伏板进行清洗,但这种方式仅适用于水源较充足的地区(如海南),但对沙漠缺水区并不适用。而且采用水洗的方式,建设和运营成本均较高,对现在盈利较低的太阳能电厂来说,难以承受。另外,目前市场上也有一些可以清洗光伏板的专业大型清洗设备,但这些设备普遍较贵,运行成本和对使用环境的需求也较高,难以满足国内太阳能电厂的使用需求。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于提供一种光伏智能运维机器人,以解决现有技术中存在的光伏板清洗过程中建设及运营成本高、效率低且功能单一的技术问题。
[0007]本实用新型提供的光伏智能运维机器人,包括:机身和行走装置;
[0008]所述行走装置设置在所述机身的背面上下两端,使所述机身能够沿预设的轨道往复运动;
[0009]所述机身的上端较宽,下端较窄,使所述机身的前后两个侧面由上到下向所述机身的中心方向倾斜设置;且在所述机身的前后两个侧面上分别设置沿前后两个所述侧面延伸的风道,并在两个所述风道内分别设置风机,在两个风道的外侧分别设置出风口;
[0010]所述机身的背面设置有至少一组与所述机身行走方向垂直布置的毛刷,用于清扫光伏板的表面;所述机身的正面设置有机身太阳能光伏板,为所述光伏智能运维机器人的各部分用电单兀供电。
[0011]风道倾斜布置,使出风口尽量向机身的下端方向开启,对附着较强、难以清除的积雪或积尘有良好的清除效果;同时配合毛刷对光伏板的表面进行清扫,提高清扫效果。采用自供电的太阳能光伏板供电及蓄电池,拥有自发电的功能,实现了设备自身的电力需求。
[0012]可选的,所述的光伏智能运维机器人还包括:设置在所述机身的前后两个所述侧面上端的照明灯以及摄像头,用于观察所述机身行走方向前侧和/或后侧的情况。
[0013]通过照明灯和摄像头,可以随时观察机器人运行前方和后方的情况,能够全天候24小时运行,保证了发电站的发电效率。
[0014]可选的,所述机身上还设置有多个红外线温度检测传感器,能够检测光伏板的运行温度及热斑。
[0015]通过红外线温度检测传感器对光伏板实时监测,能够提前发现运行温度偏高的故障隐患,杜绝光伏板自燃的重大事故。
[0016]可选的,所述的光伏智能运维机器人还包括远程通信模块,能够通过中控电脑实现对所述行走装置及所述机身上的各部件的远程控制及信息采集。
[0017]通过远程通信模块,可以实现对光伏板组件的故障检测、智能判定并精确定位,并且能够将自检信息及外部环境信息实时传递到中控电脑,方便管理与监控。
[0018]可选的,所述机身的侧面与所述机身的中轴线之间的夹角为15°〜25°。
[0019]可选的,所述出风口为扁平结构,设置在所述机身的侧面靠近光伏板的一侧,且所述出风口向所述机身的底端倾斜布置。
[0020]可选的,所述风机设置在所述风道的顶端位置。
[0021 ]可选的,所述机身上设置有控制按钮,用于控制所述机器人及所述红外线温度检测传感器的启停。
[0022]可选的,所述毛刷为设置在转轴上的往复式旋转毛刷,其旋转方向与所述机身的运行方向一致。
[0023]往复式旋转毛刷为采用高分子材料的螺旋毛刷,刷毛较软,比光伏板的硬度低几个数量级,不会损坏光伏板表面的钢化玻璃,且能够正转或反转。
[0024]可选的,所述机身的两个侧面靠近光伏板的位置设置沿所述侧面延伸的橡胶刮条,用于对光伏板的表面进行刮扫。
[0025]本实用新型的有益效果为:
[0026]机身侧面的风道为倾斜布置,从而吹风方向基本朝下,对难以清除的积尘或积雪有很好的吹扫效果;
[0027]同时,结合机身背面的毛刷以及橡胶刮条,对光伏板上的积尘或积雪进行吹、刮、扫、吹的四次清除动作,从而彻底的清除光伏板上的积尘或积雪,除净率达到99%以上;
[0028]采用远程控制,使机器人能够自动运行,清除效果好、效率高,行走速度可达15〜20m/min,在4米宽的光伏组件上,每小时的清扫面积可达3600〜4800m,建设成本及运营成本均较低。经过实地测试,该设备可大幅提高光伏阵列的发电转换效率5%〜15%,并能延长光伏板的使用寿命;
[0029]外形简洁美观,能够与光伏板的表面高度贴合,运行过程中不会影响光伏板的正常发电。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本实用新型实施例提供的光伏智能运维机器人在安装在光伏板上时的主视图;
[0032]图2为本实用新型实施例提供的光伏智能运维机器人在安装在光伏板上时的侧视图;
[0033]图3为本实用新型实施例提供的光伏智能运维机器人的内部结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
[0035]在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”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,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0037]图1为本实用新型实施例提供的光伏智能运维机器人在安装在光伏板上时的主视图;图2为本实用新型实施例提供的光伏智能运维机器人在安装在光伏板上时的侧视图;图3为本实用新型实施例提供的光伏智能运维机器人的内部结构示意图。
[0038]如图1〜图3所示的光伏智能运维机器人,包括:机身100,左右两侧的吹扫装置201和202,以及上行走装置301和下行走装置302。
[0039]机身100为上宽下窄的梯形箱体,采用防水防腐性能好的金属材料制成,如不锈钢等。机身100的前后两个侧面与机身100的中轴线之间的夹角为20°左右。
[0040] 两个吹扫装置201和202结构相同,对称设置在机身100的左右两侧。以右侧的吹扫装置202为例,右侧的吹扫装置202包括设置在机身100右侧的长筒形风道,并在机身100的右侧壁上设置至少一个出风口 2021,并在吹扫装置202的上端设置风机2024。
[0041 ]优选的,出风口2021为扁平结构,设置在吹扫装置202靠近光伏板403的一侧,且出风口 2021向机身100的底端倾斜布置。
[0042 ]吹扫装置201和20 2的出风方向倾斜向下,对附着较强、难以清除的积雪或积尘有良好的清除效果。
[0043]上行走装置301和下行走装置302分别设置在机身100的背面上下两端,且上行走装置301与上轨道401配合,下行走装置302与下轨道402配合,使机身100能够沿上轨道401和下轨道402的延伸方向做往复行走运动。
[0044]其中,光伏板403倾斜的安装在支架404上,上轨道401和下轨道402分别设置在光伏板403的上下两端,且沿光伏板403的延伸方向布置。
[0045]机身100的背面设置有至少一组与机身100行走方向垂直布置的毛刷104,用于清扫光伏板403的表面;机身100的正面设置有机身太阳能光伏板101,为除尘除雪机器人的各部分用电单元供电。
[0046]下面对一种优选的机身100的内部结构、上行走装置301以及下行走装置302的结构做详细的描述。
[0047]机身100内并排设置有沿机身100的长度方向延伸的第四转轴1054、第二转轴1052、第一转轴1051和第三转轴1053。其中,第一转轴1051和第二转轴1052上分别固接第一齿轮1061和第二齿轮1062,并且第一齿轮1061与第二齿轮1062之间通过第一链条1071进行连接,使第一转轴1051与第二转轴1052能够同时转动;第四转轴1054和第三转轴1053上分别固接第四齿轮1064和第三齿轮1063,并且第四齿轮1064与第三齿轮1063之间通过第二链条1072进行连接,使第四转轴1054与第三转轴1053能够同时转动。
[0048]并且,在机身100内设置由机身太阳能光伏板101供电的第一电机1031和第二电机1032,其中,第一电机1031的输出轴与第一转轴1051连接,能够驱动第一转轴1051与第二转轴1052转动,第二电机1032的输出轴与第三转轴1053连接,能够驱动第三转轴1053与第四转轴1054转动。
[0049]在第一转轴1051与第二转轴1052上设置有毛刷104。优选的,毛刷104为往复式旋转毛刷,采用高分子材料的螺旋毛刷,刷毛较软,比光伏板403的硬度低几个数量级,不会损坏光伏板表面的钢化玻璃,且能够随第一转轴1051或第二转轴1052正转或反转,其旋转方向与机身100的运行方向一致。
[0050]在第四转轴1054和第三转轴1053的上下两端分别设置上行走装置主动轮3011和下行走装置主动轮3021,并在上行走装置301和下行走装置302内分别设置上行走装置从动轮3012和下行走装置从动轮3022。其中,上行走装置主动轮3011和下行走装置主动轮3021的方向与光伏板403垂直,上行走装置从动轮3012和下行走装置从动轮3022的方向与光伏板403平行。从而,通过上行走装置主动轮3011、上行走装置从动轮3012与上轨道401的配合,以及下行走装置主动轮3021、下行走装置从动轮3022和下轨道402的配合,可以使机身100可以贴靠在光伏板403的表面,并能沿上轨道401和下轨道402的延伸方向做往复运动。
[0051]在本实用新型的优选实施例中,在机身100的前后两个侧面的上端还分别设置照明灯以及摄像头,如右侧的照明灯2022和摄像头2023,用于观察机身100行走方向前侧和/或后侧的情况,并且能够全天候24小时运行(如雨雪、风沙、夜间等气候条件下),保证了发电站的发电效率。
[0052]在本实用新型的优选实施例中,在机身100上还设置有多个红外线温度检测传感器,能够检测光伏板的运行温度及热斑。通过红外线温度检测传感器对光伏板实时监测,能够提前发现运行温度偏高的故障隐患,杜绝光伏板自燃的重大事故。
[0053]在本实用新型的优选实施例中,在机身100内还设置有自检装置,能够实时检测各部件的工作状态是否正常。
[0054]在本实用新型的优选实施例中,在机身100内还设置有远程通信模块,该远程通信模块可以将机身太阳能光伏板101、摄像头2023、红外线温度检测传感器、自检装置以及其他传感器采集到的数据及图像信息传输给中控电脑,对除尘除雪智能机器人及光伏板403的运行状态进行实时监控,同时,能够通过中控电脑实现对吹扫装置201和202、上行走装置301、下行走装置302、毛刷104以及机身100上的其他部件进行远程控制,实现人机交互。
[0055] 还可以在机身100上设置控制面板102,从而实现对除尘除雪智能机器人的手动操控。
[0056]在本实用新型的优选实施例中,在机身100的前后两个侧面靠近光伏板403的位置,设置沿机身侧面延伸的橡胶刮条,用于对光伏板403的表面进行刮扫。
[0057]工作时,可以采用定时定点的方式启动,也可以根据需要人工现场或远程启动。
[0058]除尘除雪机器人初始时位于光伏板403(—排光伏板通常几十米至几百米长)的一端,不影响光伏板403的正常发电,并通过机身太阳能光伏板101发电,储存于蓄电池中备用。启动后,第二电机1032启动,驱动上行走装置主动轮3011和下行走装置主动轮3021旋转,使机身100沿上轨道401和下轨道402行走;同时,吹扫装置201和202的风机工作,对光伏板403的表面进行吹扫,第一电机1031启动,带动毛刷104转动,对光伏板403的表面进行清扫。在机身100上设置有橡胶刮条,随着机身100的运行,橡胶刮条还可以对光伏板403的表面进行刮扫,即对光伏板403上的积尘或积雪先后进行吹、刮、扫、吹的四次清除动作,从而彻底的清除光伏板上的积尘或积雪,除净率达到99%以上。
[0059] 在除尘除雪机器人运行到光伏板403的尾端时,第一电机1031和第二电机1032反转,使机身100反向运行,且毛刷104反向旋转,实现除尘除雪机器人的反向行走。
[0060]清扫完毕后,除尘除雪机器人回到光伏板403的某一侧,等待下一次启动。
[0061]该除尘除雪机器人行走速度可达15〜20m/min,在4米宽的光伏组件上,每小时的清扫面积可达3600〜4800 m2,建设成本及运营成本均较低。经过实地测试,该设备可大幅提高光伏阵列的发电转换效率5%〜15%,并能延长光伏板的使用寿命。
[0062]最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光伏智能运维机器人,其特征在于,包括:机身和行走装置; 所述行走装置设置在所述机身的背面上下两端,使所述机身能够沿预设的轨道往复运动; 所述机身的上端较宽,下端较窄,使所述机身的前后两个侧面由上到下向所述机身的中心方向倾斜设置;且在所述机身的前后两个侧面上分别设置沿前后两个所述侧面延伸的风道,并在两个所述风道内分别设置风机,在两个风道的外侧分别设置出风口; 所述机身的背面设置有至少一组与所述机身行走方向垂直布置的毛刷,用于清扫光伏板的表面;所述机身的正面设置有机身太阳能光伏板,为所述光伏智能运维机器人的各部分用电单元供电。
2.根据权利要求1所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,还包括:设置在所述机身的前后两个所述侧面上端的照明灯以及摄像头。
3.根据权利要求1所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,所述机身上还设置有多个红外线温度检测传感器,能够检测光伏板的运行温度及热斑。
4.根据权利要求1〜3任一项所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,还包括远程通信模块,能够通过中控电脑实现对所述行走装置及所述机身上的各部件的远程控制及信息米集。
5.根据权利要求1所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,所述机身的侧面与所述机身的中轴线之间的夹角为15°〜25°。
6.根据权利要求1所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,所述出风口为扁平结构,设置在所述机身的侧面靠近光伏板的一侧,且所述出风口向所述机身的底端倾斜布置。
7.根据权利要求1或6所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,所述风机设置在所述风道的顶端位置。
8.根据权利要求3所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,所述机身上设置有控制按钮,用于控制所述机器人及所述红外线温度检测传感器的启停。
9.根据权利要求1所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,所述毛刷为设置在转轴上的往复式旋转毛刷,其旋转方向与所述机身的运行方向一致。
10.根据权利要求1所述的光伏智能运维机器人,其特征在于,所述机身的两个侧面靠近光伏板的位置设置沿所述侧面延伸的橡胶刮条,用于对光伏板的表面进行刮扫。
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