CN212115267U - 一种光伏组件清洁降温装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种光伏组件清洁降温装置，包括倾斜设置的光伏组件、水箱、出水阀、加压泵、冲洗管、温度传感器和控制器，水箱、出水阀、加压泵和冲洗管依次通过水管连接，冲洗管具有喷洒结构，冲洗管中的水通过喷洒结构喷洒到光伏组件的上壁面上，温度传感器设置在光伏组件上，用来测量光伏组件的温度，控制器与出水阀、加压泵和温度传感器电连接，温度传感器把检测到的温度信息发送给控制器，控制器控制出水阀、加压泵的开启和关闭。本实用新型对光伏组件表面进行实时喷水降温，控制并保持光伏组件表面温度达以到最佳发电效率，还可以对光伏组件表面进行高效的清洁，减轻灰尘及污渍对组件表面产生的污染，提高光伏组件的发电效率。

Description

一种光伏组件清洁降温装置

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，特别是一种光伏组件清洁降温装置。

背景技术

丰富的太阳辐射能是重要的能源，是取之不尽、用之不竭的、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。太阳能每秒钟到达地面的能量高达80万千瓦时，假如把地球表面0.1％的太阳能转为电能，转变率5％，每年发电量可达5.6×1012千瓦小时，相当于世界上能耗的40 倍。正是由于太阳能的这些独特优势，20世纪80年代后，太阳能电池的种类不断增多、应用范围日益广阔、市场规模也逐步扩大。

但是光伏电站系统发电效率是市场投资者最关心的问题，而影响光伏发电系统发电的因素还是比较多的。这需要投资者在投资之前认真学习了解后结合当地的地理气候等充分考虑评估后才能下决策，那影响光伏电站系统发电的主要因素有哪些呢？主要有以下几点：

太阳能辐射量、太阳能电池组件倾斜角、太阳能电池转化效率、组合损失、灰尘遮挡、温度特性、直流线路损失、交流线路及变压器损失、逆变器效率及MPPT偏离、阴影和积雪遮挡等。这其中像辐射量是不可控的因素，但是我们可以根据当地历年统计的光照辐射量进行评估，而像组件转化率及衰减损失、线损及逆变器的转化率现阶段开发都已到极致，短期内无法有革命性突破！因此我们只能从组件的灰尘遮挡及其温度特性入手，看看能不能有所优化的空间，从这个思路出发，我们可以先了解下这两个因数对光伏电站系统发电的具体影响。关于太阳能电池板的转换效率，需要留意的一点是，电池板上的电池单元(发电元件)的温度会左右发电效率。尤其是使用结晶硅类单元的电池板，温度上升会导致转换效率明显下降。太阳能电池板的转换效率通常是在电池单元温度为25℃时测量的数值，但电池单元的温度达到25℃时，周围的气温往往会比之低20℃～30℃，在大多数地区，除非在冬季，否则很难达到产品目录上标明的转换效率。这往往造成夏季辐射量最大的时候，发电量反而不如春秋两季的发电量高。

还有在光伏行业普遍认为灰尘是影响光伏电站整体发电能力的第一杀手。他通过遮蔽到达组件表面的光线，来影响发电量及其正常的散热，从而影响光电转换效率；有的灰尘具备酸碱特性，长时间沉积在组件某一特定区域的玻璃表面，会腐蚀组件，并造成这一区域灰尘的进一步堆积，不仅遮挡严重并增加阳光的漫反射，而且会使这一块污渍区的温度直线上升，远远高于周边区域的温度，严重的会造成组件的热斑效应从而造成组件发电效率大大降低！

一些偏远地区的光伏发电用户，误以为光伏电站装好后就可以一劳永逸，坐享其成。结果一段时间下来发电量节节降低，与预期的差距甚远。光伏电站除尘这件事虽然看似简单，但是别小觑！除尘科学与否直接关系到电站的发电量、寿命以及收益，要想电站的发电量保持稳定、寿命长久、收益稳定，光伏的后续维护必不可少！

现阶段光伏电站清洗的主要手段有：清洁车、人工清洗、清洁机器人三种方式，对待光伏电站运维这件事，“三天打鱼两天晒网”现象很多。通常情况下是每月2-3次，假若遇到暴雪天气、春季的沙尘天气等，则要随之变化，增加清洗频率；而雨季则可以减少清洗频率。

发明内容

为了解决上述光伏组件灰尘遮挡及温度过高影响发电效率的问题，本实用新型提出了一种光伏组件清洁降温装置，以降低灰尘遮挡及温度对光伏组件带来的不利影响，提高光伏组件的发电效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种光伏组件清洁降温装置，包括倾斜设置的光伏组件，其特征在于，还包括水箱、出水阀、加压泵、冲洗管、温度传感器和控制器，水箱、出水阀、加压泵和冲洗管依次通过水管连接，冲洗管具有喷洒结构，冲洗管中的水通过喷洒结构喷洒到光伏组件的上壁面上，温度传感器设置在光伏组件上，用来测量光伏组件的温度，控制器与所述出水阀、加压泵和温度传感器电连接，温度传感器把检测到的温度信息发送给控制器，控制器控制所述出水阀、加压泵的开启和关闭。

本实用新型提供的光伏组件清洁降温装置，在高温高辐射量的情况下对光伏组件表面进行实时喷水降温，控制并保持光伏组件表面温度达以到最佳发电效率，还可以对光伏组件表面进行高效的清洁，减轻灰尘及污渍对组件表面产生的污染，保持光伏组件稳定输出，提高光伏组件的发电效率。

附图说明

图1为光伏组件清洁降温装置的结构示意图；

图2为光伏组件清洁降温装置的部分结构剖视图；

图3为光伏组件清洁降温装置的部分结构剖视图；

图4为光伏组件清洁降温装置的部分结构剖视图。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

具体实施方式

参见图1，光伏组件清洁降温装置包括光伏组件1、水箱8、出水阀41、加压泵5、冲洗管2、回收管3、中继管9、温度传感器、控制器和净化装置，光伏组件1、冲洗管2、中继管9和回收管3均设置在支架上。光伏组件1倾斜设置，接收太阳光照，把太阳能转化为电能。水箱8、出水阀41、加压泵5和冲洗管2依次通过水管连接，冲洗管2具有喷洒结构，冲洗管2中的水通过喷洒结构喷洒到光伏组件1的上壁面上，对光伏组件1进行清洗和降温。出水阀41和加压泵5均与控制器连接，由控制器控制出水阀41和加压泵5的打开、关闭。出水阀41和加压泵5打开，水箱8中的水流到加压泵5，加压泵5给水加压，加压后的水流到冲洗管2上，从冲洗管2喷射到光伏组件1上，对光伏组件进行清洗。

净化装置通过水管连接回收管3和进水阀42，回收管3收集清洗光伏组件后的污水，污水流再入净化装置，净化装置还可以收集雨水。进水阀42通过水管连接水箱8，净化装置对其内的污水和雨水进行净化，净化后得到清水和污泥，进水阀42打开，净化后的清水就可以流入水箱8中，用来清洗光伏组件1，可以达到回收利用的目的，充分节约水资源，而污泥则进入污泥处理装置7进行处理。净化装置包括依次连通的过滤仓61、沉淀仓62和清水仓63，回收管3连接过滤仓61，清水仓63通过水管连接进水阀42。污水和雨水先进入过滤仓 61进行过滤，去除水中尺寸较大的悬浮物，然后进入沉淀仓62进行沉淀，沉淀后的清水进入清水仓63，污泥则进入污泥处理装置7。净化装置可以是其他结构形式，也可以采用其他方式进行污水净化处理。

水箱8内设有水量监测器81，用来检测水箱8中的水量。水箱8通过水管连接补水阀43，补水阀43连接自来水管。当水量监测器81检测到水箱中的水不足时，补水阀43打开，采用自来水补充水量。

温度传感器设置在光伏组件1的背面，用来测量光伏组件1的温度。控制器与温度传感器、水量监测器81、出水阀41、加压泵5、进水阀42和补水阀43电连接，控制器接收温度传感器发送过来的温度信息和水量监测器发送来的水量信息，控制器控制出水阀41、加压泵 5、进水阀42和补水阀43的打开和关闭。在夏季当温度传感器检测到的温度高于设定值时，控制器发出指令启动加压泵5并打开出水阀41，以对光伏组件进行降温和冲洗；而在温度不太高的其他季节，控制器可以定期启动加压泵5和打开出41水阀，对光伏组件进行定期冲洗。当水量监测器81检测到水箱8中的水量不足时，控制器控制进水阀42打开，净化装置中的清水可以补充到水箱8中，清水补充完水量还不足，则控制器控制补水阀43打开，采用自来水补充水量。

冲洗管2上设有喷洒结构，冲洗管2中的水从喷洒结构喷洒到光伏组件1上，对光伏组件1进行清洗。参见图2，在本实施例中，冲洗管2设置在支架10上，并且在光伏组件1上端的外侧，喷洒结构是一条沿着冲洗管2的纵向延伸的喷射缝21，喷射缝21的下边缘大体上贴着光伏组件1的上壁面，使得喷洒出来的水大体上与光伏组件的上壁面平行，而且喷洒在光伏组件的上壁面上，形成较大的冲击力，能把光伏组件的上壁面清洗得更加干净。喷洒结构还可以是喷射孔或其他结构，冲洗管也可以安装在其他位置，只要使出来的水能够清洗光伏组件的上壁面即可。

参见图3，回收管3设置支架10上，并且在光伏组件1下端的外侧，具有沿着其纵向延伸的长开口31，长开口31的下边缘贴靠在光伏组件1的下端面上，上边缘在光伏组件1上端面的上方。清洗光伏组件后的污水沿着光伏组件流到光伏组件的下端，再通过长开口31流入回收管3中，回收管3对污水进行收集。回收管也可以是设置在光伏组件下端部下方的水槽式结构，回收管还可以是其他结构形式、设置在其他位置。

对于尺寸较大的光伏组件，冲洗管2中的水只能喷洒到光伏组件1的上、中部，而离冲洗管2较远的下部，冲洗管2喷洒不到，只能靠光伏组件1中上部的水流下来冲洗，冲击力度不大，清洗不彻底，针对这个问题，设置了连接加压泵5的中继管9。参见图4，中继管9 设置在支架10上，在光伏组件1的上端部和下端部之间的中部位置。中继管9具有沿着其纵向延伸的上喷射缝91和下喷射缝92，上喷射缝91在下喷射缝92的上方一侧，上喷射缝91 和下喷射缝92的下边缘均大体上贴着光伏组件1的上壁面，从上喷射缝91和下喷射缝92喷洒出来的水大体上与光伏组件1的上壁面平行，而且喷洒在光伏组件1的上壁面上，形成较大的冲击力，能把光伏组件1的上壁面清洗得更加干净。从上喷射缝91出来水向上喷洒，冲洗中继管9上方一侧的光伏组件上壁面，而从下喷射缝92出来水向下喷洒，冲洗中继管9下方一侧的光伏组件上壁面，这样对光伏组件中下部的上壁面都能形成较大的冲洗力，清洗更彻底。

本实用新型提供的光伏组件清洁降温装置，在高温高辐射量的情况下对光伏组件表面进行实时喷水降温，控制并保持光伏组件表面温度达以到最佳发电效率，还可以对光伏组件表面进行高效的清洁，减轻灰尘及污渍对组件表面产生的污染，保持光伏组件稳定输出，提高光伏组件的发电效率。这个装置可以全自动运行，无需专人看管，相比其他清洁手段必须投入大量人力，相对节省了大量人工。净水装置对雨水和清洁后的污水进行净化，净化后的水流回水箱，可以循环利用，节省了大量的水资源，起到了节能环保的作用。安装方便，无需另行设计结构，不需要大幅改动，直接可以加装在已经投产的光伏电站支架上，适用性广。一体化设备，方便安装调试，占地面积较小，通过定期清洁光伏表面的灰尘，并收集处理成干制泥块，集中外运处理，相当一台巨型“空气净化器”不断的清理收集空气中的有害物质，为本地空气质量作出巨大贡献。

Claims (8)

1.一种光伏组件清洁降温装置，包括倾斜设置的光伏组件，其特征在于，还包括水箱、出水阀、加压泵、冲洗管、温度传感器和控制器，水箱、出水阀、加压泵和冲洗管依次通过水管连接，冲洗管具有喷洒结构，冲洗管中的水通过喷洒结构喷洒到光伏组件的上壁面上，温度传感器设置在光伏组件上，用来测量光伏组件的温度，控制器与所述出水阀、加压泵和温度传感器电连接，温度传感器把检测到的温度信息发送给控制器，控制器控制所述出水阀、加压泵的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的光伏组件清洁降温装置，其特征在于，还包括回收管、净化装置和进水阀，回收管连接净化装置，净化装置、进水阀和所述水箱依次通过水管连接，回收管收集清洗光伏组件后的污水，净化装置对回收管流过来的污水进行净化，进水阀打开，净化装置净化后的清水流入所述水箱。

3.根据权利要求2所述的光伏组件清洁降温装置，其特征在于，所述水箱中设有用来检测水箱中水量的水量监测器，所述控制器与所述进水阀和水量监测器电连接，控制器根据水量监测器发送过来的水量信息控制所述进水阀的开启和关闭。

4.根据权利要求3所述的光伏组件清洁降温装置，其特征在于，还包括与所述水箱和自来水管连接的补水阀，补水阀与所述控制器电连接，控制器根据水量监测器发送过来的水量信息控制所述补水阀的开启和关闭。

5.根据权利要求1至4任一项所述的光伏组件清洁降温装置，其特征在于，所述冲洗管在所述光伏组件上端的外侧，所述喷洒结构是一条沿着冲洗管的纵向延伸的喷射缝，喷射缝的下边缘贴着光伏组件的上壁面。

6.根据权利要求5所述的光伏组件清洁降温装置，其特征在于，还包括连接所述加压泵的中继管，中继管在光伏组件的上端部和下端部之间的中部位置，中继管具有沿着其纵向延伸的上喷射缝和下喷射缝，上喷射缝在下喷射缝的上方一侧，上喷射缝和下喷射缝的下边缘均贴着光伏组件的上壁面。

7.根据权利要求4所述的光伏组件清洁降温装置，其特征在于，所述回收管在所述光伏组件下端的外侧，具有沿着其纵向延伸的长开口，长开口的下边缘贴靠在光伏组件的下端面上，上边缘在光伏组件上端面的上方。

8.根据权利要求7所述的光伏组件清洁降温装置，其特征在于，所述净化装置可收集雨水，并对收集的雨水进行净化。

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