CN206911795U - 一种智能光伏组件除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能光伏组件除尘装置，包括光伏阵列（1），光伏阵列（1）上四周设置有矩形边框（2），其特征在于：所述矩形边框（2）上通过滚轮驱动装置（3）连接有除尘装置（4），所述除尘装置（4）包括铝合金材料制成的机架本体（5），机架本体（5）上设置有喷淋装置（6）、刷尘装置（7）以及便携式供电装置（8），便携式供电装置（8）为滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）提供工作电源，本实用新型首先有效解决了现有清洁设备采用干擦方式，不能清除组件表面固体沉积物，其次有效解决了需要安装轨道，成本高的问题，最后解决了采用外接电源，装置运行距离受限制的问题。

Description

一种智能光伏组件除尘装置

技术领域

本实用新型涉及光伏辅助除尘设备技术领域，具体涉及一种智能光伏组件除尘装置。

背景技术

光伏组件是光伏发电的核心元件，它基于光电效应，将太阳能转换为电能，由于光伏组件一般安装在阳光充沛的室外，受气候、环境等因素影响，在户外长期工作过程中，光伏组件表面易沉积灰尘及鸟粪等固体沉积物，沉积物会对光伏组件产生遮挡、腐蚀以及热斑效应等一系列负面影响，改变光伏组件的输出性能，最终影响发电量，降低光伏组件寿命。

光伏阵列表面除尘的方法众多，传统的人工擦拭除尘方式，清洁效率低下，清洁效果不一致，而高压水枪清洗方式，虽清洗效果相对较好，但是耗水量大，且水压过大易导致组件表面裂纹，光伏阵列一般占地面积大，人工除尘方式效率低下，难以推广，目前研究集中于采用机械装置对光伏阵列表面清洁的方法。

申请号为CN201320661708.2的“一种光伏组件除尘装置”，装置由半封闭的遮尘罩和吹风罩组成，遮尘罩内安装有两个旋转清洁刷，清洁刷之间设有吸尘罩，吸尘罩与高压气泵连接，吸附组件表面浮灰，遮尘罩旁的吹风罩与高压旋涡气泵的出气口连接，装置采用真空干洗工艺实现对组件表面的除尘，装置执行结构为高压气泵，能源消耗大，且气泵不易于携带，不适用于除尘装置的长距离运行；该装置运行的电源问题也未得到解决。

申请号为CN201210175906.8的“一种光伏除尘设备”，装置包括移动装置及悬臂，悬臂的一端设有调整机构，调整结构上连接有除尘器，除尘器内设有除尘刷，通过刷头擦拭清洁光伏阵列表面的灰尘，装置可适应各种高度和倾斜角的光伏阵列，但刷头擦拭难以清除阵列表面的固体沉积物(如鸟粪等)。

申请号为CN201620024876.4的“一种太阳能光伏板的三重除尘装置”，采用三重除尘系统连接为一体，通过轨道安装与光伏阵列表面，结合循环工作电路控制水泵、吹风机、吸风机、驱动电机和步进电机的工作，实现对光伏阵列表面的吸尘及水洗，可以清除阵列表面的灰尘及固体沉积物(如鸟粪等)。但该装置需外设轨道，增加了设备成本，且除尘装置需外接电源，不适于长距离、长时间运行。

以上分析可以看出机械类清洁装置主要存在如下问题: 一、采用干擦方式，不能清除组件表面固体沉积物；二、需要安装轨道成本高; 三、采用外接电源，装置运行距离受限制。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种智能光伏组件除尘装置，本实用新型首先有效解决了现有清洁设备采用干擦方式，不能清除组件表面固体沉积物，其次有效解决了需要安装轨道，成本高的问题，最后解决了采用外接电源，装置运行距离受限制的问题。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种智能光伏组件除尘装置，包括光伏阵列（1），光伏阵列（1）上四周设置有矩形边框（2），其特征在于：所述矩形边框（2）上通过滚轮驱动装置（3）连接有除尘装置本体（4），所述除尘装置本体（4）包括铝合金材料制成的机架本体（5），机架本体（5）上设置有喷淋装置（6）、刷尘装置（7）以及便携式供电装置（8），便携式供电装置（8）为滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）提供工作电源。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述便携式供电装置（8）包括太阳能电池板、压电陶瓷、充放电控制器以及蓄电池，太阳能电池板通过充放电控制器为蓄电池充电，同时为滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）提供工作电源；压电陶瓷通过整流电路经充放电控制器为蓄电池充电，同时为滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）提供工作电源。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述滚轮驱动装置（3）包括驱动电机（31）、轴承轮（32）、上滚轮（33）、下滚轮（34），驱动电机（31）通过转轴（35）驱动轴承轮（32）转动，轴承轮（32）通过传动带（36）驱动上滚轮（33）转动，驱动电机（31）固定设置于机架本体（5）上，上滚轮（33）、下滚轮（34）分别与矩形边框（2）两个横向边框（21）的上、下表面相接触，并通过传动支架（37）与机架本体（5）的两个横向支架（51）固定。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述压电陶瓷设置于矩形边框（2）两个横向边框（21）的下表面，并与下滚轮（34）接触。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述喷淋装置（6）包括水箱（61）、水泵（62）以及喷头（63），水泵（62）通过水管从水箱（61）将水泵到喷头（63）。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述刷尘装置（7）包括尼龙材料制成的刷毛（71）以及固定安装刷毛的底座（72），底座（72）与机架本体（5）的两个纵向支架（51）卡接，两个横向支架（52）的同一侧端分别对称设置对射型光电开关（9）。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述机架本体（5）的两个横向支架（52）上设置有两组、或为两组以上的上滚轮（33）、下滚轮（34）。

本实用新型进一步技术改进方案是：

所述滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）均通过控制器控制工作状态。

本实用新型与现有技术相比，具有以下明显优点：

一、本实用新型能够在不改变组件结构及安装方式的前提下，依附在组件表面行走，行走过程中通过刷头擦拭组件表面，结合水泵喷淋，清除阵列表面的灰尘和固体沉积物，装置的运动状态、运行位置通过可编程控制器实现智能控制，自动化程度高，除尘装置在运行过程中由对射式光电开关实现对光伏组件的边界检测，防止运行超越边界，造成安全事故，智能化程度高、安全性好；

二、本实用新型自备便携式直流电源，电源由太阳能电池板和压电陶瓷组成，除尘装置运行过程中下滚轮接触压电陶瓷表面，运动产生的振动作用到压电片上，根据压电效应原理，可产生工作电流，提高了电源的工作时长。

附图说明

图1为本实用新型的机械结构示意图；

图2为本实用新型滚轮驱动装置结构示意图；

图3为本实用新型上下滚轮连接结构示意图；

图4为本实用新型便携式供电装置原理框图；

图5为本实用新型压电陶瓷安装结构示意图框图。

具体实施方式

如图1、2、3、4、5所示，本实用新型光伏组件除尘装置，包括光伏阵列1，光伏阵列1上四周设置有矩形边框2，所述矩形边框2上通过滚轮驱动装置3连接有除尘装置本体4，所述除尘装置本体4包括铝合金材料制成的机架本体5，机架本体5上设置有喷淋装置6、刷尘装置7以及便携式供电装置8，便携式供电装置8为滚轮驱动装置3、喷淋装置6提供工作电源，滚轮驱动装置3、喷淋装置6均通过控制器控制工作状态，控制器即可以选择简单的开关电源，也可以使用由断路器、开关电源、端子排、继电器、按钮以及可编程控制器组成，控制器为直流24V供电，由开关电源实现交流电到24V直流电的转换，按钮、行程开关、对射型光电开关等输入信号由端子排接入到可编程控制器的数字量输入端口，可编程控制器的数字量输出端口引出线经端子排与继电器的触点及线圈相连；所述便携式供电装置8包括太阳能电池板、压电陶瓷、充放电控制器以及蓄电池，太阳能电池板通过充放电控制器为蓄电池充电，同时为滚轮驱动装置3、喷淋装置6提供工作电源；压电陶瓷通过整流电路经充放电控制器为蓄电池充电，同时为滚轮驱动装置3、喷淋装置6提供工作电源，一方面，通过太阳能电池板，利用“光电效应”将太阳能转换为电能，经过充放电控制器存储在蓄电池中，为除尘装置提供供电电源，实现有阳光的时候即能发电储能；另一方面，通过压电陶瓷，利用压电材料的正/负压电效应，采集除尘装置运动过程的振动能量，把振动转换成交变电能，将交变电能通过整流电路后转换为直流电，经过充放电控制器存储在蓄电池中，为负载提供供电电源；

所述滚轮驱动装置3包括驱动电机31、轴承轮32、上滚轮33、下滚轮34，驱动电机31通过转轴35驱动轴承轮32转动，轴承轮32通过传动带36驱动上滚轮33转动，驱动电机31固定设置于机架本体5上，上滚轮33、下滚轮34分别与矩形边框2两个横向边框21的上、下表面相接触，并通过传动支架37与机架本体5的两个横向支架52固定，驱动电机31采用24V直流减速电机；

所述压电陶瓷设置于矩形边框2两个横向边框21的下表面，并与下滚轮34接触；

所述喷淋装置6包括水箱61、水泵62以及喷头63，水泵62通过水管从水箱61将水泵到喷头63，水泵62采用24V双螺旋会流型高压水泵。

所述刷尘装置7包括尼龙材料制成的刷毛71以及固定安装刷毛的底座72，底座72与机架本体5的两个纵向支架51卡接，两个横向支架52的同一侧端分别对称设置对射型光电开关9，对射型光电开关9，包括对射型光电开关发射器、对射型光电开关接收器；

所述机架本体5的两个横向支架52上设置有两组、或为两组以上的上滚轮33、下滚轮34。

结合图1到5简述本实用新型的工作过程：

本发明的工作原理为除尘装置本体4初始停留在光伏阵列1右侧加装的支架10上，支架10上设置有行程开关11，当执行除尘任务时，按下启动按钮后，驱动电机31转动，驱动除尘装置本体4向左侧运行，带动刷尘装置7擦拭光伏阵列1表面，清除光伏阵列1表面的大颗粒灰尘，当除尘装置本体4在光伏阵列1表面运行时，由于光伏阵列1位于对射型光电开关9的发射器和接收器之间，阻挡了光线的直线传播，而一旦除尘装置本体4运行到边界处时，此时发射器和接收器的相对位置已在光伏阵列1的外边沿，光伏阵列1不能遮挡住发射器发出的光线，接收器接收到光线后，由此来判断除尘装置本体4已到达光伏阵列1的边界处，驱动电机31反向转动，从而驱动除尘装置本体4由左侧边界返回，向右侧运行，同时控制器驱动水泵62抽水，水流经过喷头63喷洒在光伏阵列1表面，由于光伏阵列1在安装时与地面存在较大倾斜角，利用水的流体作用和重力作用，表面的细小颗粒和固体沉积物被溶解，再配合毛刷擦拭，可将组件表面的固体沉积物带走，细小的粉尘颗粒被清洗的更干净，除尘装置本体4右行直至触碰到支架10上的行程开关11处停止，停留在支10架上，等待下一次除尘任务。

除尘装置本体4的电源来源于其上表面的便携式供电8，便携式供电8由太阳能电池板、压电陶瓷、蓄电池及充放电控制器组成，太阳光照射在太阳能电池板表面，根据光电效应原理，输出直流电；除尘装置本体4运行过程中下滚轮接触压电陶瓷表面，运动产生的振动作用到压电片上，根据压电效应原理，输出交变电能，经过整流电路后，变为直流电，送给充放电控制器，通过充放电发控制器实现对负载的供电和对蓄电池的充放电控制。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种智能光伏组件除尘装置，包括光伏阵列（1），光伏阵列（1）上四周设置有矩形边框（2），其特征在于：所述矩形边框（2）上通过滚轮驱动装置（3）连接有除尘装置本体（4），所述除尘装置本体（4）包括铝合金材料制成的机架本体（5），机架本体（5）上设置有喷淋装置（6）、刷尘装置（7）以及便携式供电装置（8），便携式供电装置（8）为滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）提供工作电源；所述滚轮驱动装置（3）包括驱动电机（31）、轴承轮（32）、上滚轮（33）、下滚轮（34），驱动电机（31）通过转轴（35）驱动轴承轮（32）转动，轴承轮（32）通过传动带（36）驱动上滚轮（33）转动，驱动电机（31）固定设置于机架本体（5）上，上滚轮（33）、下滚轮（34）分别与矩形边框（2）两个横向边框（21）的上、下表面相接触，并通过传动支架（37）与机架本体（5）的两个横向支架（51）固定。

2.根据权利要求1所述的一种智能光伏组件除尘装置，其特征在于：所述便携式供电装置（8）包括太阳能电池板、压电陶瓷、充放电控制器以及蓄电池，太阳能电池板通过充放电控制器为蓄电池充电，同时为滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）提供工作电源；压电陶瓷通过整流电路经充放电控制器为蓄电池充电，同时为滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）提供工作电源。

3.根据权利要求2所述的一种智能光伏组件除尘装置，其特征在于：所述压电陶瓷设置于矩形边框（2）两个横向边框（21）的下表面，并与下滚轮（34）接触。

4.根据权利要求1或2所述的一种智能光伏组件除尘装置，其特征在于：所述喷淋装置（6）包括水箱（61）、水泵（62）以及喷头（63），水泵（62）通过水管从水箱（61）将水泵到喷头（63）。

5.根据权利要求1或2所述的一种智能光伏组件除尘装置，其特征在于：所述刷尘装置（7）包括尼龙材料制成的刷毛（71）以及固定安装刷毛的底座（72），底座（72）与机架本体（5）的两个纵向支架（51）卡接，两个横向支架（52）的同一侧端分别对称设置对射型光电开关（9）。

6.根据权利要求1或2所述的一种智能光伏组件除尘装置，其特征在于：所述机架本体（5）的两个横向支架（52）上设置有两组、或为两组以上的上滚轮（33）、下滚轮（34）。

7.根据权利要求1所述的一种智能光伏组件除尘装置，其特征在于：所述滚轮驱动装置（3）、喷淋装置（6）均通过控制器控制工作状态。