CN221311643U - 一种清洗光伏组件的水雾收集系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种清洗光伏组件的水雾收集系统，包括雾气捕获装置、导水槽、导水管、蓄水装置、水泵、抽水管、排水管、排式高压喷头、光伏组件、泥水导流夹、箱逆变模块电源和控制柜；雾气捕获装置包括矩形的结构外框和捕雾网，导水槽设置于捕雾网的下方；导水槽倾斜设置并在低点通过导水管联通蓄水装置，蓄水装置的低点通过抽水管连接水泵进口，水泵的出口通过排水管连接排式高压喷头；排式高压喷头安装在光伏组件的顶端且喷头朝向光伏面板顶部，泥水导流夹设置于光伏组件中光伏面板的底端；箱逆变模块电源连接水泵和控制柜以实现供电。该清洗光伏组件的水雾收集系统具有集水、储水和用水的系统化设计，解决干旱区域的缺水问题。

Description

一种清洗光伏组件的水雾收集系统

技术领域

本实用新型涉及光伏技术领域，具体的说，涉及了一种清洗光伏组件的水雾收集系统。

背景技术

现有光伏组件清洗技术主要采用人工或机械取水、运输，然后使用高压水枪、清洗机器人的方式对光伏组件进行清洗；而对于光伏发电空间更为广阔的新疆、内蒙古、甘肃地区，大多较为干旱，尤其在戈壁丘陵荒原等地区水资源的摄取和运输极为不便，且成本昂贵，不能形成有效的光伏组件清洗运行系统。对于光伏发电的投产运行增效有着极大的制约性，不利于光伏组件发电发挥较高效率，不利于节能减排和绿色可持续发展。

基于目前的科研研究成果，由于以上区域昼夜温差大，夜间空气中水分较多，可以设计一种能够从空气中捕获水分的方案来获取水源，并通过节能的清洗光伏组件对光伏进行清洁，解决在干旱地区的缺水问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种解决干旱地区缺水问题、集水和储水能力强的一种清洗光伏组件的水雾收集系统。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种清洗光伏组件的水雾收集系统，包括雾气捕获装置、导水槽、导水管、蓄水装置、水泵、抽水管、排水管、排式高压喷头、光伏组件、箱逆变模块电源和控制柜；

所述雾气捕获装置包括矩形的结构外框和布置于结构外框内的捕雾网，所述导水槽设置于所述捕雾网的下方，所述导水槽的顶端敞口且正对结构外框的下缘；

所述导水槽倾斜设置并在低点通过导水管联通蓄水装置，所述蓄水装置的低点通过抽水管连接水泵进口，所述水泵的出口通过排水管连接排式高压喷头；

所述排式高压喷头安装在所述光伏组件的顶端且喷头朝向光伏面板顶部；

所述箱逆变模块电源连接水泵和控制柜以实现供电，所述控制柜连接水泵用于控制水泵的工作状态。

优选的，所述结构外框为导热金属框。

优选的，所述捕雾网为塑料纤维网，所述塑料纤维网的表面设置为毛面。

优选的，所述导水槽与导水管连接处设置有过滤网。

优选的，所述蓄水装置为高密度聚乙烯材质或玻璃钢材质制成的容器。

优选的，所述蓄水装置中设置有水位传感器，所述水位传感器关联控制器。

优选的，所述水泵为自吸式水泵。

优选的，所述控制器中集成有时间触发模块，以根据时间触发启动所述水泵。

优选的，所述抽水管、排水管和导水管的材质均为PE材质。

优选的，所述光伏组件中光伏面板的底端设置泥水导流夹，泥水导流夹包括导流槽和夹持结构，所述夹持结构夹紧固定于光伏面板的下端，所述导流槽位于光伏面板的下方，所述排污口设置于导流槽的低位。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型具有以下优点：

1.利用雾气捕获装置，在夜间借助昼夜温差大、空气湿度高的特点，用捕雾网对水雾进行捕获，捕获凝结的水雾由导水槽、导水管、蓄水装置储存起来，然后借助水泵、抽水管、排水管和排式高压喷头喷洒至光伏面板表面，最终实现集水、储水和用水的一体化，解决干旱地区的水资源缺乏问题。

2.捕雾网采用毛面的塑料纤维网，塑料纤维网本身具有斥水性，而毛面结构增大了表面积，具有吸水性，两者结合之下，水会较快的汇集在塑料纤维网的表面，但不会积存于塑料纤维网内部，而导热金属制成的结构外框则能够降低自身温度而使水汽在表面更快凝结。

3.利用高压喷头提高水的利用效率，并在底端用泥水导流夹将清洗废水收集后统一处理，避免污染周边环境。

4.设置时间触发模块和水位监测功能，可以仅在夜间进行清洗工作，降低水耗

附图说明

图1是本实用新型中一种清洗光伏组件的水雾收集系统的整体结构示意图。

图2是本实用新型的一种清洗光伏组件的水雾收集系统的控制逻辑图。

图3是本实用新型的泥水导流夹的局部示意图。

图中：1.结构外框；2.捕雾网；3.导水槽；4.导水管；5.蓄水装置；6.水泵；7.抽水管；8.排水管；9.排式高压喷头；10.泥水导流夹；11.光伏组件；12. 水泵电源及通讯线；13.箱逆变模块电源；14.控制系统光纤；15.控制柜。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-图3所示，一种清洗光伏组件的水雾收集系统，包括雾气捕获装置、导水槽3、导水管4、蓄水装置5、水泵6、抽水管7、排水管8、排式高压喷头9、光伏组件11、泥水导流夹10、箱逆变模块电源13和控制柜15。

所述雾气捕获装置包括矩形的结构外框1和布置于结构外框1内的捕雾网2，所述导水槽3设置于所述捕雾网2的下方，所述导水槽3的顶端敞口且正对结构外框1的下缘，所述结构外框1为导热金属框，所述捕雾网2为塑料纤维网，所述塑料纤维网的表面设置为毛面，在夜间的低温环境下，空气中的湿度更高，在通过捕获网时，由于毛面具有较大的表面积，能够附着更多的水雾，进而提升凝液的效率，而塑料纤维网本身具备斥水性，故而不会存水，水滴在重力作用下向下流动，最终汇集至下方的导流槽；结构外框1的导热金属则能够作为冷端，加速冷量传递。

所述导水槽3倾斜设置并在低点通过导水管4联通蓄水装置5，所述导水槽3与导水管4连接处设置有过滤网，用于排除杂物，所述蓄水装置5的低点通过抽水管7连接水泵6进口，所述水泵6的出口通过排水管8连接排式高压喷头9，所述水泵6为自吸式水泵，其中，所述蓄水装置5为高密度聚乙烯材质或玻璃钢材质制成的容器，具有较高的寿命和绝热性，防止水的二次蒸发。

所述蓄水装置5中设置有水位传感器，所述水位传感器关联控制器，控制器集成于控制柜中，所述控制器中集成有时间触发模块，以根据时间触发启动所述水泵。

所述抽水管7、排水管8和导水管4的材质均为PE材质，具有较长的使用寿命。

所述排式高压喷头9安装在所述光伏组件11的顶端且喷头朝向光伏面板顶部，所述泥水导流夹10设置于光伏组件中光伏面板的底端，具体的，所述泥水导流夹包括导流槽和夹持结构，所述夹持结构夹紧固定于光伏面板的下端，所述导流槽位于光伏面板的下方，所述排污口设置于导流槽的低位。

所述箱逆变模块电源13通过水泵电源及通讯线12连接水泵，通过控制系统光纤14连接控制柜，所述控制柜用于控制水泵的工作状态。

工作原理说明：

在昼夜温差较大的地区，夜间相对湿度大，空气中水分较多，受风力的驱动，富含水分的空气通过塑料纤维网后，部分细小的水珠会附着在雾气捕获装置上，随着水珠增多汇集成大水珠，最终流入导水槽3，并导入蓄水装置5中。

蓄水装置5中的液位传感器始终监测水位，当到达设定的高水位线时，关闭蓄水功能，及时唤醒控制柜启动水泵进行清洁，将水用掉一部分；当水位到达低位时，关闭水泵，继续蓄水，其关闭的是水泵的一级开关。

正常的蓄水模式下，水位相对稳定，不会过高或过低，在这种情况下，主要的触发启动依赖时间触发模块，通常将清洗的时间设置在夜间，一方面避免水分过快蒸发，另一方面可以边用边补，时间触发模块关联的时水泵的二级开关，故而时间触发模块和液位传感器互不干扰。

水泵工作状态是通过向后台终端发送降压电流，用于指示水泵是否工作，并记录工作区域及清洗时间；后台终端为人机操作界面，为光伏发电站的终端内嵌程序，后台终端的数据由箱逆变一体机内的预留光纤进行传输。

本方案依托于新疆阜康市60万千瓦光伏+60万千瓦时储能项目，本项目中设计192个发电单元，每个发电单元6272块光伏组件，共1204224块光伏组件，总发电容量约788MW，现有市场中机械与人工辅助清洗1MW约4000元，若本项目采用机械与人工辅助清洗，一次约耗费3152000元，成本较高，且单次清洗时间周期较长。

若在本工程中采用一种自动清洗光伏组件的雾水收集系统，每个发电单元安装14~28组，每组造价约1500元，192个发电单元总造价约4032000元~8064000元。且本系统可以通过控制系统随时对光伏组件进行清洗，在电站终端对一种自动清洗光伏组件的雾水收集系统进行统一监控及开关控制，后期系统维护成本低，根据季节和环境湿度，一年中至少可以对组件进行4次清洗。本系统可以在实际运用中得到很好的清洗效果，具有很高的经济效益和社会效益。

最后应当说明的是: 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (10)

1.一种清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：包括雾气捕获装置、导水槽、导水管、蓄水装置、水泵、抽水管、排水管、排式高压喷头、光伏组件、箱逆变模块电源和控制柜；

所述雾气捕获装置包括矩形的结构外框和布置于结构外框内的捕雾网，所述导水槽设置于所述捕雾网的下方，所述导水槽的顶端敞口且正对结构外框的下缘；

所述导水槽倾斜设置并在低点通过导水管联通蓄水装置，所述蓄水装置的低点通过抽水管连接水泵进口，所述水泵的出口通过排水管连接排式高压喷头；

所述排式高压喷头安装在所述光伏组件的顶端且喷头朝向光伏面板顶部；

所述箱逆变模块电源连接水泵和控制柜以实现供电，所述控制柜连接水泵用于控制水泵的工作状态。

2.根据权利要求1所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述结构外框为导热金属框。

3.根据权利要求2所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述捕雾网为塑料纤维网，所述塑料纤维网的表面设置为毛面。

4.根据权利要求3所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述导水槽与导水管连接处设置有过滤网。

5.根据权利要求4所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述蓄水装置为高密度聚乙烯材质或玻璃钢材质制成的容器。

6.根据权利要求5所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述蓄水装置中设置有水位传感器，所述水位传感器关联控制器。

7.根据权利要求6所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述水泵为自吸式水泵。

8.根据权利要求7所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述控制器中集成有时间触发模块，以根据时间触发启动所述水泵。

9.根据权利要求8所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述抽水管、排水管和导水管的材质均为PE材质。

10.根据权利要求1所述的清洗光伏组件的水雾收集系统，其特征在于：所述光伏组件中光伏面板的底端设置泥水导流夹，泥水导流夹包括导流槽和夹持结构，所述夹持结构夹紧固定于光伏面板的下端，所述导流槽位于光伏面板的下方，排污口设置于导流槽的低位。