CN105381969A - 一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，该装置包括第一导轨和第二导轨，以及清洁车；清洁车包括车体，设置在车体上的清洁头，以及分设在车体上的导向轮和驱动轮；驱动轮连接第一动力装置；清洁头通过一转动轴与车体连接，转动轴连接第二动力装置；还包括控制器，其与第一动力装置和第二动力装置通信连接，且位于靠近第一导轨一侧的车体上；第一动力装置用于驱动车体沿所述第一导轨长度方向移动，第二动力装置用于带动所述转动轴转动，使清洁头在所述车体上移动。本发明能够自动清除光伏阵列上的杂物，提高光伏组件的发电量，装置结构简单，清洁效果较佳，更优的是重量较轻可避免对光伏阵列表面造成产生压力，同时搬运方便。

Description

一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置

技术领域

本发明涉及光伏组件进行除尘的技术领域，尤指一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置。

背景技术

太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳能光伏组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

近年来大型太阳能光伏发电站往往分布在人烟稀少地带或屋顶等位置较特殊的地方。光伏组件表面累计的灰尘极大的影响了发电量，因此定期频繁的灰尘清理已成为光伏电站日常运维的重要工作。

目前，光伏电站组件的清洁大部分还是靠人工手动进行，清洗的方式分为用水冲洗或用拖把清扫。用水冲洗耗水量大且清扫效果不理想，除非用水冲洗多次，但在水源缺少的地方，就无法使用，使用范围小；用拖把清扫效率低下，人工成本高，又难以达到清洁干净的目的，更主要的问题是安全性差。

现在市场上已有一种安装在光伏电站组件表面，通过运动对表面进行清扫的清洗装置，但是由于该清洗装置可能在几个小时甚至几十分钟就完成了一个光伏阵列的清洁工作，对于几天甚至是几周才需要清洁一次的光伏阵列来说，无疑是一个极大的浪费，同时结构较复杂，整体重量较重对光伏电池组件表面产生一定压力，影响其使用寿命。

鉴于上述存在的问题，本申请的技术人员设计一款安全性高，使用方便，重量较轻，且能实现对光伏阵列进行自动清扫的一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，能够自动清除光伏阵列上的杂物，提高光伏组件的发电量，且装置结构简单，清洁效果较佳，更优的是重量较轻避免造成对光伏阵列产生压力，且方便移动。

本发明提供的技术方案如下：

一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，安装在光伏阵列上方，用于清除光伏阵列表面上的杂物，包括：

相互平行布置在光伏阵列两侧的第一导轨和第二导轨，以及置于所述第一导轨和所述第二导轨上的清洁车；

所述清洁车包括置于所述第一导轨和所述第二导轨上的车体和设置在所述车体上的清洁头，以及分别设在所述车体两侧的导向轮和驱动轮，且所述驱动轮连接有第一动力装置；所述清洁头通过一转动轴与所述车体连接，所述转动轴连接有第二动力装置；

还包括一控制器，其与所述第一动力装置和所述第二动力装置通信连接，且位于靠近所述第一导轨一侧的车体上；

所述第一动力装置用于驱动所述车体沿所述第一导轨长度方向移动，所述第二动力装置用于驱动所述转动轴转动，使所述清洁头在所述车体上从靠近所述第一导轨一侧向所述第二导轨一侧来回移动，所述清洁头的位移与所述车体的长度相等，所述车体长度大于所述第一导轨和所述第二导轨之间的距离；

当所述清洁头停止清扫时，所述控制器控制所述转动轴停止转动，使得所述清洁头位于靠近所述第一导轨一侧车体上。

本技术方案，通过设置的清洁车在第一导轨和第二导轨上移动，以及清洁头的转动，两者移动方向垂直实现对光伏阵列表面赃物的清洁，同时可以有效地避免对表面产生压力，影响光伏阵列的使用寿命。其中，清洁车的移动通过设置的第一动力装置提供动力，而清洁头的转动通过设置的第二动力装置提供动力，实现不同方向上的移动。同时由于清洁头的位移与车体长度相等，且车体置于两导轨上，因此车体的长度大于光伏阵列的长度或宽度，所以经过清洁头清扫后光伏陈列表面的赃物能够全部被清除，提高清除效率。

优选地，所述车体包括框架，所述框架包括第一组挡板和第二组挡板，所述第一组挡板与所述第二组挡板均由两条互相平行的并具有一定高度的边构成；

所述第一组挡板的长度大于所述第二组挡板的长度，且大于所述第一导轨和所述第二导轨之间的距离，所述第一组挡板的内壁设有滑槽；所述滑槽用于连接所述转动轴，并使所述转动轴在所述滑槽内移动；

所述第二动力装置为所述转动轴提供动力，所述清洁头转动并进行清扫操作，当所述清洁头停止清除，并回至出发位置。

将车体的框架设置成由第一组挡板和第二组挡板构成，通过第一组挡板可以为清洁头移动提供导向，利用清洁头在第一组挡板上的移动实现对杂物的清除，而设置的第二组挡板可以保证第一组挡板的连接稳定性，同时通过清洁头的停止位置可以使清除的杂物始终从一侧扫向另一侧，便于对清除下来的杂物进行集中处理，且停止的位置可以进一步的保证清洁车的重心偏向靠近第一导轨一侧。

优选地，所述清洁头的数量与所述转动轴的数量均为多个，且多个所述转动轴与一个所述第二动力装置连接，使得每个所述清洁头的转动方向均从所述第二导轨一侧向所述第一导轨一侧转动。

通过设置的多个清洁头以及与之配合的转动轴，提高清除效率和清洁度，且进一步地通过第二动力装置的控制保证每个清洁头的转动方向均从第二导轨一侧向第一导轨一侧转动，实现将杂物从第二导轨一侧扫向第一导轨一侧。再通过清洁头停止位置可以保证扫出的杂物从车体的一侧掉落。

优选地，所述第一导轨与所述驱动轮外轮廓相嵌合，用于支撑所述车体。

提高两者的稳定性，保证车体在移动时发生摆动。更优的是整个清洁车的重心偏向第一导轨一侧，所以在重力作用下，避免驱动轮和第一导轨打滑，造成两者脱离。

优选地，所述第一导轨上表面上设有凸起，所述驱动轮表面设有凹陷，当所述驱动轮在所述第一导轨上移动，所述凸起与所述凹陷相嵌合。

通过凸起和凹陷的嵌合，有效地解决了两者连接稳定的问题。

优选地，所述车体上设有用于搬移所述清洁车的手柄，所述手柄位于靠近所述第一导轨的一侧。

将手柄设置在靠近第一导轨一侧的车体上，主要是利用车体的整体重心偏向第一导轨的一侧，另外实际运用时车体的长度一般较长，不方便双手搬移，所以通过设置在重心上的手柄，可以方便操作者对整个清洁车进行搬移。

优选地，所述车体上还设有蓄电池，以及为所述蓄电池提供电源的太阳能光伏板。

在车体上方设置的蓄电池，可以为车体的运动提供电源，而设置的蓄电池可以存储电源，可以在断电或无法提供电源的情况下使用。其中蓄电池中存储的电源是通过太阳能光伏板提供，不仅可以保证电源的充足，且可以避免额外安装电源线，而设置的电源线会造成结构的复杂，同时也影响使用范围。

进一步地优选，所述蓄电池与所述控制器通信连接。

将蓄电池与控制器连通，实现对蓄电池的开启和关闭的操作，方便操作使用。

优选地，所述转动轴上还设置有喷水装置，所述喷水装置与所述控制器通信连接。

在转动轴上设置喷水装置，可以通过喷水实现对不易清扫杂物的清除。而将喷水装置设置在转动轴上可以提高喷洒的范围，且通过转动轴的转动保证喷洒均匀，而将喷水装置与控制器连接，目的是通过控制器有效控制喷水装置的开启和关闭。

通过本发明提供的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，带来以下至少一种的优点：

1、能够实现自动清除光伏陈列表面上的杂物。本发明的清洁车通过驱动轮上设置的动力装置实现驱动，使清洁车沿导轨的长度方向慢慢移动。由于两导轨是平行设置在光伏陈列的相对两侧，因而通过清洁车的移动实现对光伏阵列表面杂物的均匀清扫，而清洁车置于两侧的导轨上，可以有效避免清洁车对光伏阵列表面产生压力。更优的是清洁头的位移与车体的长度一直，可以保证清除下来的杂物可以集中在一处，方便后期处理。

2、能够方便对整个清洁车的搬移。本发明各部件设置的位置使得整个清洁车的重心偏向靠近第一导轨的一侧，进而通过设置在重心一侧的的手柄实现对整个清洁车从两轨道上搬移。

3、有效地降低清洁车的重量，由于驱动轮置于第一导轨上，使第二导轨只实现支撑车体的作用，而通过置于第一导轨上的驱动轮，实现单向导向和驱动，从而使清洁车的重心偏向第一导轨一侧，有效地减轻清洁车靠近第二导轨一侧的重量。

4、能够提高结构的稳定性。本发明通过设置在重心一侧的驱动轮实现驱动清洁车移动，保证移动时车体的稳定性。进而通过驱动轮与第一轨道的结构的特殊设计，进一步避免车体移动时发生摆动和打滑。

5、能够提高清洁效果。本发明通过将车体由第一组挡板和第二阻挡板连接构成，且第一组挡板的长度大于第二组挡板，更优的是大于第一导轨和第二导轨之间的距离，这样可以保证车体的稳定性，可以使清扫的杂物从大于长度部分掉落，避免光伏陈列表面仍留有杂物。

6、能够使杂物始终从一侧被清扫至另一侧。本发明通过转动轴的转动发现实现，且多个转动轴均由一个动力装置控制，能够简化结构，能够节约能量。

7、能够提高适用范围。通过设置的蓄电池和太阳能光伏板的配合，实现对该装置的供电。同时该装置上也设有喷水装置，可以在特殊情况下利用喷水装置，清除难以清扫的污渍。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对双面光伏电池的应用装置上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置的立体结构示意图；

图2是本发明一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置的主视图；

图3是本发明一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置的侧视图；

图4是图3中A部放大图。

附图标号说明：

光伏阵列100；第一导轨200；凸起201；第二导轨300；

清洁车400；车体401；第一组挡板4011；第二组挡板4012；滑槽4013；清洁头402；转动轴403；导向轮404；驱动轮405；凹陷4051；

控制器500；手柄600；蓄电池700；太阳能光伏板800。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示其中的一个，或仅标出了其中的一个使用方式。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

本发明的实施例中，参看图1、2所示，轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，该装置安装在光伏阵列100上方，用于清除光伏阵列100表面上的杂物。具体的包括相互平行布置在光伏阵列100两侧的第一导轨200和第二导轨300，以及置于第一导轨200和第二导轨300上的清洁车400。

参看图1所示，清洁车400包括车体401、设置在车体401上的清洁头402，以及分设在车体401两侧的导向轮404和驱动轮405和控制器500。其中，车体401通过驱动轮405置于第一导轨200上，以及导向轮404置于第二导轨300上实现支撑，同时在驱动轮405上连接第一动力装置(例如驱动轮405都内设一个电机)，该第一动力装置用于驱动驱动轮405在第一导轨200的长度方向上移动，并带动车体401移动。

设置的清洁头402用于将光伏阵列100上的杂物清除，主要通过转动轴403与车体401连接，并能够实现转动，同时转动轴403上连接第二动力装置(图中未标示)，利用第二动力装置驱动转动轴403转动，并使清洁头402在车体401上来回移动。而具体的移动方向从靠近第一导轨200一侧向第二导轨300一侧开设移动，通过来回移动完成清扫。

在本发明的实施例中，清洁头402的位移与车体401的长度相等，而车体401的长度又是大于第一导轨200与第二导轨300之间的距，进而能够满足清洁头402清扫的杂物从光伏阵列100表面彻底扫除。

而设置的控制器500与第一动力装置和第二动力装置通信连接，且设置在靠近第一导轨200的一侧车体401上，分别控制第一动力装置和第二动力装置的开启和关闭，当清洁头402停止清扫时，第二动力装置控制转动轴403停止转动，而此时清洁头402位于靠近第一导轨200一侧的车体401上，再通过第一动力装置驱动驱动轮405使车体401在导轨上移动一段距离(需清扫的一段距离)，再次启动第二动力装置通过清洁头402对未清扫的一段距离进行清扫，如此反复操作，最终达到对整个光伏阵列100表面清洁完毕。

在本发明的实施例中，车体401可以是一个架体，用于安装其他结构，具体的形状可以根据实际需要设定。而在其他实施例中，车体401包括框架，该框架包括第一组挡板4011和第二组挡板4012。具体的第一组挡板4011和第二组挡板4012均由两相互平行的并具有一定高度的边构成。其中，第一组挡板4011的长度大于第二组挡板4012，且大于第一导轨200和第二导轨300之间的距离，即为车体401的长。同时在第一组挡板4011的内壁上设置滑槽4013，该滑槽4013不仅能够用于连接转动轴403，还可以是转动轴403在滑槽4013内移动，同时滑槽4013能够为清洁头402移动方向提供导向作用。

而框架中的第二组挡板4012能够加固第一组挡板4011的稳定性，同时设置的两组挡板均一定高度，可以避免清洁头402清扫时杂物从第一组挡板4011的两侧掉落，或再次被扫向已经清扫过的光伏阵列100表面，造成清扫处杂物无法集中处理。进而为保证第一组挡板4011覆盖的光伏陈列100表面的杂物能够被彻底清除，依次，将第二组挡板4012的长度设置的与转动轴403的长度一致，而清洁头402套接在转动轴403上长度与第一组挡板4011之间的距离一致。

当第二动力装置为转动轴403提供动力，此时清洁头402转动并进行清扫操作，而当清洁头402完成清扫，并回至出发位置。其中，出发位置为靠近第一导轨200的一侧。

在本发明的实施例中，清洁头402是完成清扫的重要部件，因此，清洁头402数量的多少以及大小直接关系到清扫的效率和清扫面积。所以本实施例中，将清洁头402的数量设置为多个，同时为保证多个清洁头402都能转动，依此，将转动轴403的数量也设置成多个，而多个转动轴403均与第二动力装置连接，保证平行排列的每个清洁头402的转动方向均从第二导轨300一侧向第一导轨100一侧转动。这样清洁头402的移动方向和转动方向相向，使得杂物从第二导轨300一侧向第一导轨200一侧聚集。本申请中清洁头402的数量为两个，具体的设置数量可根据车体401长于两导轨之间的具体距离设置，保证清扫的杂物能够全部被清扫出光伏陈列100表面即可。

根据上述实例中，清洁车400的结构简单，质量较轻，且从各部件设置的位置可以确定清洁车400的重心偏向靠近第一导轨200的一侧，不仅方便移动清洁车400，且第一导轨200作为支撑车体401，为车体401移动方向做导向，同时设置的驱动轮405具有驱动作用，实现第一导轨200的单侧导向、单侧驱动，从而减轻了清洁车400在第二导轨300上的重量，而第二导轨300作用只是作为支撑清洁车400，保证清洁车400移动时的稳定性即可。

在本实施例的其他实施例中，进一步的为避免清洁车400移动时发生摆动，在靠近第一导轨200一侧的车体401设置至少两个驱动轮405，而在另一侧靠近第二导轨300处同样的也设置至少两个导向轮404，实际运用时，至少一个驱动轮405上连接第一动力装置即可。

参看图4所示，上述进一步的将第一导轨200与驱动轮405外轮廓相嵌合，这样保证清洁车400的重量在两者的接触点产生数倍重量的挤压，避免移动时发生打滑或摆动，影响清扫的稳定性。

具体的在第一导轨200上设置一凸起201，而在驱动轮405表面设有凹陷4051，当驱动轮405置于第一导轨200上滚动时，此时凸起201与凹陷4051相嵌合，这样对第一导轨200和第二导轨300的平衡度要求较低，降低工作人员安装难度。

上述清洁车400进行搬移，再次参看图1所示，进一步的在车体401上设置手柄600，该手柄600设置在靠近第一导轨200一侧的车体401上，方便双手抓握手柄600即可。当然在其他实施例中，不一定要设置手柄600，可采用其他方式搬移均可，实际安装时，只需将重心放置在操作者容易操作的一侧(一般为光伏阵列100的下边缘一侧)即可

在本发明的实施例中，参看图1～3所示，该清洁车400能够实现自动清扫，必定在通电的情况下实现，而电源线的长度往往会直接影响使用的范围。所以本申请中，进一步的在车体401上方设置一蓄电池700，以及为蓄电池700提供电源的太阳能光伏板800，通过太阳能光伏板800将光能转换成电能，并被蓄电池700，进而为清洁车400提供电源。满足在没有电源插座或没阳光的情况下使用，提高适用范围。其中，更优的将蓄电池700与控制器500进行通信连接，通过控制器500有效地控制蓄电池700，提高利用率。

实际安装时，将蓄电池700设置在太阳能光伏板800下方，且两者均位于靠近第一导轨200一侧的车体401上，能够保证清洁车400的重心始终位移第一导轨200一侧，方便操作者搬移。

在本实施例的其他实施例中，在转动轴403上设有喷水装置(图中未标示)，设置的喷水装置可以帮助清洁头402清除光伏陈列100表面不容清扫的污渍等杂物，且将喷水装置与控制器500连接，通过控制器500控制喷水装置的开启和关闭。当然喷水装置不是清扫时必须使用的装置，该清洁车400在无水的情况下同样能够实现清扫。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，安装在光伏阵列上方，用于清除光伏阵列表面上的杂物，其特征在于，包括：

相互平行布置在光伏阵列两侧的第一导轨和第二导轨，以及置于所述第一导轨和所述第二导轨上的清洁车；

所述清洁车包括置于所述第一导轨与所述第二导轨上的车体，设置在所述车体上的清洁头，以及分设在所述车体两侧的导向轮和驱动轮；且所述驱动轮连接有第一动力装置；所述清洁头通过一转动轴与所述车体连接，所述转动轴连接有第二动力装置；

还包括一控制器，其与所述第一动力装置和所述第二动力装置通信连接，且位于靠近所述第一导轨一侧的车体上；

所述第一动力装置用于驱动所述车体沿所述第一导轨长度方向移动，所述第二动力装置用于驱动所述转动轴转动，使所述清洁头在所述车体上从靠近所述第一导轨一侧向所述第二导轨一侧来回移动，所述清洁头的位移与所述车体的长度相等，所述车体长度大于所述第一导轨和所述第二导轨之间的距离；

当所述清洁头停止清扫时，所述控制器控制所述转动轴停止转动，使得所述清洁头位于靠近所述第一导轨一侧车体上。

2.根据权利要求1所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述车体包括框架，所述框架包括第一组挡板和第二组挡板，所述第一组挡板与所述第二组挡板均由两条互相平行的并具有一定高度的边构成；

所述第一组挡板的长度大于所述第二组挡板的长度，且大于所述第一导轨和所述第二导轨之间的距离，所述第一组挡板的内壁设有滑槽；所述滑槽用于连接所述转动轴，并使所述转动轴在所述滑槽内移动；

所述第二动力装置为所述转动轴提供动力，所述清洁头转动并进行清扫操作，当所述清洁头完成清扫，并回至出发位置。

3.根据权利要求1或2所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述清洁头的数量与所述转动轴的数量均为多个，且多个所述转动轴均与所述第二动力装置连接，使得平行排列的每个所述清洁头的转动方向均从所述第二导轨一侧向所述第一导轨一侧转动。

4.根据权利要求1所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述第一导轨与所述驱动轮外轮廓相嵌合，用于支撑所述车体。

5.根据权利要求4所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述第一导轨上表面上设有凸起，所述驱动轮表面设有凹陷，当所述驱动轮在所述第一导轨上移动，所述凸起与所述凹陷相嵌合。

6.根据权利要求1所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述车体上设有用于搬移所述清洁车的手柄，所述手柄位于靠近所述第一导轨的一侧。

7.根据权利要求1所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述车体上还设有蓄电池，以及为所述蓄电池提供电源的太阳能光伏板。

8.根据权利要求7所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述蓄电池与所述控制器通信连接。

9.根据权利要求1所述的轨道式可搬运的光伏阵列清洁装置，其特征在于：

所述转动轴上还设有喷水装置，所述喷水装置与所述控制器通信连接。