CN110022122B - 用于光伏电站运维的光伏板污垢清除*** - Google Patents

用于光伏电站运维的光伏板污垢清除*** Download PDF

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Abstract

用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***,包括无人机(1),其特征在于,还包括在光伏电站中设置的若干个临时停机平台(5),临时停机平台(5)设置在光伏板(4)的附近或光伏板的支架(401)上,用于提升无人机(1)执行清洗作业的续航能力;无人机(1)中至少包括控制模块、定位模块、图像采集模块、图像处理模块、清洗模块;所述的清洗模块是干冰清洗装置(3),用于对光伏板表面积垢进行定点彻底清除。

Description

用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***
技术领域
本发明涉及一种清洗***,尤其涉及利用无人机和干冰清洗装置对光伏电站中光伏板的表面污垢进行定点彻底清除的清洗***,属于光伏电站运行维护的技术领域。
背景技术
在光伏发电应用中,光伏板是电能产生的根源,光伏板上的灰尘会降低光伏发电的光电转换效率。灰尘主要分为两类:
1、浮尘:颗粒较小,容易附着在光伏板上,附着的过程是一个物理过程;浮尘发生频率高,但比较容易清除;
2、积垢:通过雨水润湿或者吸收了空气中的水分,灰尘颗粒受潮后与光伏板之间的粘性变强,还会吸收空中漂浮的杂质一并粘附在光伏板上;最终形态变成点、片、条状,比较坚硬;积垢发生概率低,但不容易及时发现、同时也很难清除;
灰尘对光伏发电的影响主要体现在三个方面:
1、遮挡光线:灰尘会遮挡照射在光伏板上的光线,光伏板上接收太阳辐射的面积将会减小;并会降低玻璃的透射性,从而影响光伏发电效率;
2、热斑效应:当光伏板部分区域长期被灰尘遮挡时、无法正常工作;在太阳光持续照射下,被遮盖部分的升温会远远大于未被遮盖部分,致使被遮盖的部分温度过高而出现烧坏的暗斑,严重时将导致太阳能电池大面积损坏;
3、酸碱侵蚀:当具有酸碱特性的灰尘沉积到光伏板表面后,灰尘将逐渐侵蚀光伏板表面,对光伏板表面造成永久性伤害,降低效率。
由此可见,保持光伏板的清洁是提升发电能力的有效途径。现有的清洁方法包括以下几种:
1、传统人工水洗清洁:效率低下、人工成本高、清洁效果一般、水资源浪费严重;
2、光伏板清扫机器人:又称为片上机器人,自动化程度较高、可有效清除浮尘,缺点是对积垢的清理效果一般;
3、车载移动清洗机:效率高,用水量小,可有效清除浮尘和积垢;缺点是不能对积垢进行精确处理、能耗偏高,需要人力和运维管理。
中国专利CN106995054A公开了一种“用于光伏板屋面污斑清理的无人机”,采用机械式清理机构对污斑进行定点清理,其缺点是机械式清理方式无法彻底清除各种类型的积垢,并且积垢通常会引起局部区域过热的问题也不能及时的解决。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足,将无人机与干冰清洗技术相结合,对光伏板上各种类型的积垢进行定点彻底清除。
本发明是通过如下技术方案实现的:
用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***,包括无人机,其特征在于,还包括在光伏电站中设置的若干个临时停机平台,临时停机平台设置在光伏板的附近或光伏板的支架上,用于提升无人机执行清洗作业的续航能力;
无人机中至少包括控制模块、定位模块、图像采集模块、图像处理模块、清洗模块;其中:
控制模块:用于控制无人机的飞行过程、并与光伏电站监控***进行通信;
定位模块:用于确定无人机在光伏电站内的具***置;采用卫星导航定位装置与光伏电站的电子地图相结合实现定位;或者在光伏电站内设置若干个地面引导装置、并在无人机中安装引导信息交互装置,引导信息交互装置与地面引导装置通过近场通信方式进行相互通信并实现测距和定位;
图像采集模块:至少包括机载摄像机,机载摄像机用于拍摄光伏板的影像,并用于监控积垢清除的过程和观察处理效果;
图像处理模块:通过图像处理软件/硬件对光伏板的影像进行分析、并确定光伏板上是否存在积垢、以及积垢的具***置;或者通过控制模块将机载摄像机拍摄的图像数据发送给远程监控人员,由人工辅助识别判定是否存在积垢、以及积垢的具***置;然后将人工识别结果发送给无人机;
需要说明的是,积垢区域的图像与正常光伏板的图像有较明显的区别,第一、在可见光图像中,积垢区域的颜色与正常光伏板的颜色差别较大、并且积垢表面粗糙且会体现出凹凸不平的特征;第二、在红外光图像中,积垢区域的温度通常会明显的高于正常光伏板的温度;因此结合可见光图像与红外光图像综合分析之后即可基本确定积垢的具***置;当然,也可以由远程监控人员根据光伏板图像作出更准确的判断;
清洗模块:用于对光伏板上已确定位置的积垢进行定点清除,所述的清洗模块是干冰清洗装置;具体的,干冰清洗装置包括液态二氧化碳储存罐、控制阀门一、空气压缩机构、控制阀门二、干冰生成管、压缩空气管、喷嘴管、喷嘴;其中:
干冰生成管的第一进口与控制阀门一、液态二氧化碳储存罐相连接;
干冰生成管的第二进口与压缩空气管的出口相连接;
压缩空气管的进口与控制阀门二、空气压缩机构相连接;所述的空气压缩机构是空气压缩机或者是压缩空气储存罐;
干冰生成管的出口与喷嘴管的进口连接;喷嘴管的出口与喷嘴连接;
当液态二氧化碳通过干冰生成管时,一部分液态二氧化碳吸收热量气化、同时使得另一部分液态二氧化碳冷凝为固体的干冰颗粒,在干冰生成管的出口处形成气态、固态混合流体;然后通过喷嘴喷出;
并且,无人机还包含局部可拆分部件;当无人机执行清洗作业的位置附近设置有临时停机平台时,在无人机对光伏板进行清洗前,首先将无人机停靠在临时停机平台上,然后松开无人机的主体与局部可拆分部件之间的连接并将局部可拆分部件摆放在临时停机平台上;然后无人机起飞并执行清洗作业;清洗完成后,无人机再次停靠在临时停机平台上、并夹紧局部可拆分部件,然后无人机携带局部可拆分部件飞离临时停机平台;
所述的局部可拆分部件是可拆分的空气压缩机结构,或/和,可拆分的无线充电结构,具体的:
可拆分的空气压缩机结构是:空气压缩机构采用空气压缩机,将空气压缩机设计为可拆装结构、并将空气压缩机安装在无人机的底部;空气压缩机与临时停机平台配合使用;
可拆分的无线充电结构是:在无人机中设置无线充电接收装置、在临时停机平台中设置无线充电电源,将无线充电接收装置设计为可拆装结构、并将无线充电接收装置安装在无人机的底部;无线充电接收装置与临时停机平台、无线充电电源配合使用;
所述的用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***的运行过程是:
S1、由光伏电站监控***获得存在积垢或疑似存在积垢的光伏板的物理坐标、并发送给无人机,光伏电站监控***监控积垢的手段是以下三种的一种或多种的组合:
第一:人工巡检,人工巡场并查找存在积垢的光伏板,再将其物理坐标报送给光伏电站监控***;
第二:快速巡检,尤其是通过巡场无人机进行巡检,快速查找积垢或疑似积垢的光伏板的位置、并将其物理坐标报送给光伏电站监控***;
第三:运行监测,由光伏电站监控***实时监测具体的光伏板运行过程中出现的功能参数异常,并标记该光伏板疑似存在积垢;
需要说明的是,由于无人机受到续航能力的限制,因此应充分发挥无人机机动性好的特点用于对光伏板的积垢进行定点清除,而前期排查积垢的工作则由光伏电站监控***完成;
S2、无人机接收到存在积垢或疑似存在积垢的光伏板的物理坐标后,根据定位模块的引导飞行到对应的光伏板附近;然后通过图像采集模块和图像处理模块获得光伏板上积垢的具***置信息;然后通过控制模块控制无人机悬停在积垢位置附近,再启动干冰清洗装置进行清洗,并且将机载摄像机的拍摄取景区域对准积垢位置,监控整个干冰清洗过程、并及时查看清理的效果;当前位置的积垢清洗完成后,若光伏板上还有其他积垢,则通过控制模块控制无人机移动到下一个积垢位置附近,继续进行清洗;其中,干冰清洗装置的工作过程是:
S201、根据机载摄像机确定的积垢位置,将喷嘴对准光伏板上待清理的积垢;
S202、打开控制阀门二,使得空气压缩机构输出压缩空气、并从喷嘴喷出;
S203、打开控制阀门一,使得液态二氧化碳储存罐中的液态二氧化碳输出,通过干冰生成管后形成干冰、再与压缩空气混合后从喷嘴喷出;并将干冰喷射到积垢上,使得积垢分解破碎;同时,可以对积垢部位的光伏板进行降温,防止积垢部位局部过热对光伏板造成损伤;
S204、在干冰喷射一小段时间后,关闭控制阀门一、中断液态二氧化碳的输出;此时继续向积垢喷射压缩空气、将松散的积垢清除,并防止连续喷射干冰导致局部过冷对光伏板造成损伤;
S205、通过机载摄像机观察积垢是否被彻底清除,若未彻底清除则重复步骤三、步骤四,间隙性的使用干冰喷射到积垢上,直至积垢被彻底清除;
S206、当清洗工作完成后,先关闭控制阀门一、中断液态二氧化碳的输出;然后再关闭控制阀门二,中断压缩空气的输出,结束清洗过程;
需要说明的是,由于光伏板的特殊性,不适合对某一部位长时间连续喷射干冰,容易造成局部过冷导致光伏板的损伤;因此、采用间歇式喷射干冰的清洗流程、并结合机载摄像机进行实时观察,不仅可以彻底清除积垢、还可以缓解积垢位置的局部过热、同时不会造成局部区域的过冷;
S3、当无人机执行清洗操作的位置附近设置有临时停机平台时,执行以下操作:
S301、当无人机中设有所述的可拆分的空气压缩机结构时:
在对光伏板进行清洗前,首先将无人机停靠在临时停机平台上,然后松开无人机的主体与空气压缩机之间的连接并将空气压缩机摆放在临时停机平台上;
然后无人机起飞并执行清洗作业,此时,与空气压缩机连接的压缩空气管为可伸缩软管,压缩空气管一边与空气压缩机相连接、另一边与无人机上的干冰清洗装置相连接;
清洗完成后,无人机再次停靠在临时停机平台上、并夹紧空气压缩机,然后无人机携带空气压缩机飞离临时停机平台;
S302、当无人机中设有所述的可拆分的无线充电结构时:
在对光伏板进行清洗前,首先将无人机停靠在临时停机平台上,然后松开无人机的主体与无线充电接收装置之间的连接并将无线充电接收装置摆放在临时停机平台上;由无线充电电源和无线充电接收装置对接,为无人机充电;
然后无人机起飞并执行清洗作业,此时,无线充电接收装置通过可伸缩电缆与无人机的主体相连接,从而保持充电或供电状态;
清洗完成后,无人机再次停靠在临时停机平台上、并夹紧无线充电接收装置,然后无人机携带无线充电接收装置飞离临时停机平台。
需要说明的是无人机通常存在续航能力不足的问题,尤其当无人机中加入干冰清洗装置后,无人机的载重负荷大幅增加,续航能力不足的矛盾更加突出,因此必须采取有效的措施保证无人机有较好的续航能力,而将无人机中的局部可拆分部件与临时停机平台配合使用则可以较好的解决这个难题。
本发明的有益效果是:
1、干冰清洗是一种高效的清洁方式,清洗过程包括:低温冷冻、冲击吹扫、微爆剥离:
低温冷冻:-78.5℃的干冰颗粒作用在被清洗的物体表面时,首先冷冻脆化污物,污物在被清洗的表面上破裂,且脆性增大,粘性减小,使之在表面上的吸附力骤减,同时表面积增大,部分污物可以自动剥离;
吹扫冲击:在压缩空气作为动力的环境下,对脆化的污物产生剪切力,引起机械断裂,由于污物与被清洗物表面低温收缩比差很大,在接触面处产生应力集中现象,污物在剪切力作用下剥离;干冰颗粒高速冲击污物表面,通常干冰的速度超过声速,干冰颗粒在高速下具有低硬度(莫氏标度为2),并且不会损坏表面;
微爆剥离:高速的干冰颗粒碰撞到增大了的污物表面时,将上述动能传递给污物,克服已经减小了的粘附力,因此而产生的剪切力使污物随气流卷走,达到了脱除污物的目的;干冰颗粒在与待清洁的表面接触时升华,即干冰会从固体转变为气态,干冰颗粒的体积增加800倍,形成微***。这种***效果不会破坏被清洁表面,但是污物却因被炸散而被清除;干冰颗粒带走污染物并使其从物体表面脱落而不损坏表面,整个过程不产生水,不需要化学品;
2、本发明不仅可以清除积垢,还可以缓解因为积垢造成的光伏板局部过热的情况;
3、本发明的干冰清洗装置结构紧凑,便于无人机携带工作;
4、由于积垢出现概率低,采用定点清洁的方式可以充分发挥无人机灵活机动的特点,效率高、能耗低;而出现概率较高的一般性浮尘可以通过其他常规清扫手段进行处理;
5、通过引入临时停机平台,有效的提升了无人机持续进行清洗作业的能力,提升工作效率。
附图说明
附图1:本发明的用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***结构示意图;
附图2:本发明的光伏板污垢清除***工作状态示意图一(普通模式);
附图3:本发明的光伏板污垢清除***工作状态示意图二(可拆分空气压缩机模式);
附图4:本发明的光伏板污垢清除***工作状态示意图三(无线充电模式);
附图5:本发明的光伏板污垢清除***工作流程图;
其中:虚线箭头a代表喷嘴喷射方向;虚线箭头b代表喷嘴调节支架308a的调节方向;虚线箭头c代表机载摄像机2的拍摄方向。
具体实施方式
实施例1:
以下,结合附图1介绍干冰清洗装置的结构,以及无人机清洗作业过程。
具体的,干冰清洗装置3包括液态二氧化碳储存罐301、控制阀门一302、空气压缩机构303、控制阀门二304、干冰生成管305、压缩空气管306、喷嘴管307、喷嘴308;其中:
干冰生成管305的第一进口与控制阀门一302、液态二氧化碳储存罐301相连接;
干冰生成管305的第二进口与压缩空气管306的出口相连接;
压缩空气管306的进口与控制阀门二304、空气压缩机构303相连接;所述的空气压缩机构303是空气压缩机或者是压缩空气储存罐;
干冰生成管305的出口与喷嘴管307的进口连接;喷嘴管307的出口与喷嘴308连接;
当液态二氧化碳通过干冰生成管305时,一部分液态二氧化碳吸收热量气化、同时使得另一部分液态二氧化碳冷凝为固体的干冰颗粒,在干冰生成管305的出口处形成气态、固态混合流体;然后通过喷嘴308喷出;
由于光伏板4的特殊性,不适合对某一部位长时间连续喷射干冰,容易造成局部过冷导致光伏板4的损伤;
因此,如图2所示,干冰清洗装置3的工作过程是:
步骤一,根据机载摄像机2确定的积垢位置,将喷嘴308对准光伏板4上待清理的积垢;
步骤二,打开控制阀门二304,使得空气压缩机构303输出压缩空气、并从喷嘴308喷出;
步骤三,打开控制阀门一302,使得液态二氧化碳储存罐中的液态二氧化碳输出,通过干冰生成管305后形成干冰、再与压缩空气混合后从喷嘴308喷出;并将干冰喷射到积垢上,使得积垢分解破碎;同时,可以对积垢部位的光伏板4进行降温,防止积垢部位局部过热对光伏板4造成损伤;
步骤四,在干冰喷射一小段时间后,关闭控制阀门一302、中断液态二氧化碳的输出;此时继续向积垢喷射压缩空气,将松散的积垢清除;
步骤五,通过机载摄像机2观察积垢是否被彻底清除,若未彻底清除则重复步骤三、步骤四,间隙性的使用干冰喷射到积垢上,直至积垢被彻底清除;
步骤六,当清洗工作完成后,先关闭控制阀门一302、中断液态二氧化碳的输出;然后再关闭控制阀门二304,中断压缩空气的输出,结束清洗过程;
在干冰清洗过程中,机载摄像机2将拍摄取景区域对准积垢位置,监控整个干冰清洗过程、并及时查看清理的效果。如图2所示,虚线箭头c即代表机载摄像机2的拍摄方向。
进一步的,干冰清洗装置3中包括用于调整喷嘴308的喷射角度的喷嘴调节支架308a,通过喷嘴调节支架308a对喷嘴308的喷射角度进行微调、从而达到最佳的清理效果。尤其当积垢的尺寸较大或为长条形时,通过改变喷嘴308的喷射角度可以将整块积垢逐步分化清除。如图1所示,虚线箭头b即代表喷嘴调节支架308a的调节方向,所述的喷嘴调节支架308a采用的是公知结构,例如转向铰链结构等。
进一步的,为准确预防干冰清洗过程中光伏板4出现局部过冷的情况,在机载摄像机2中包括红外摄像机或在无人机1中安装测温仪,用于监测在干冰清洗过程中积垢区域的温度变化,若积垢区域温度过低则立即中断清洗过程。
进一步的,该***中还包括补给站,所述的干冰清洗装置3为可拆装结构,当干冰清洗装置3中的二氧化碳储存罐302中的二氧化碳不足或耗尽时,无人机1飞回补给站,将机载的干冰清洗装置3整体拆下、并换上备用的干冰清洗装置3,无人机1即可重新投入使用;拆下的干冰清洗装置3在补给站中对其中的二氧化碳储存罐302补充液态二氧化碳并备用。
并且,补给站的补给过程可以通过自动化流水作业完成,无须人工干预。
实施例2:
无人机1的续航能力一直是一个大问题,当在无人机1中加入干冰清洗装置3后,无人机1的载重负荷大幅增加,因此必须采取有效的措施保证无人机1有较好的续航能力。
在干冰清洗装置3中,所述的空气压缩机构303是空气压缩机或者是压缩空气储存罐。
空气压缩机重量较重,影响无人机续航能力、并且工作时最好采取稳固的固定措施;
压缩空气储存罐重量较轻,但其中储存的空气量较小,会影响到污垢清除装置的连续作业能力。
综合考虑后,将空气压缩机303a作为空气压缩机构303的首选配置。
为提升无人机1的续航能力,在光伏板4附近或光伏板4的支架401上设置临时停机平台5;具体结构和工作过程是:
第一,如图3所示,空气压缩机构303采用空气压缩机303a,将空气压缩机303a与临时停机平台5配合使用,具体的:
将空气压缩机303a设计为可拆装结构、并将空气压缩机303a安装在无人机1的底部;
在对光伏板4进行清洗前,首先将无人机1停靠在临时停机平台5上,然后松开无人机1的主体与空气压缩机303a之间的连接并将空气压缩机303a摆放在临时停机平台5上;
然后无人机1起飞并执行清洗作业,此时,与空气压缩机303a连接的压缩空气管306为可伸缩软管,压缩空气管306一边与空气压缩机303a相连接、另一边与无人机1上的干冰清洗装置3相连接;
清洗完成后,无人机再次停靠在临时停机平台5上、并夹紧空气压缩机303a,然后无人机带着空气压缩机303a飞离临时停机平台5;
第二,如图4所示,在无人机1中设置无线充电接收装置101、在临时停机平台5中设置无线充电电源501,无线充电接收装置101与无线充电电源501配合使用,具体的:
将无线充电接收装置101设计为可拆装结构、并将无线充电接收装置101安装在无人机1的底部;
在对光伏板4进行清洗前,首先将无人机1停靠在临时停机平台5上,然后松开无人机1的主体与无线充电接收装置101之间的连接并将无线充电接收装置101摆放在临时停机平台5上;由无线充电电源501和无线充电接收装置101对接,为无人机充电;
然后无人机1起飞并执行清洗作业,此时,无线充电接收装置101通过可伸缩电缆102与无人机1的主体相连接,从而保持充电或供电状态;
清洗完成后,无人机再次停靠在临时停机平台5上、并夹紧无线充电接收装置101,然后无人机1带着无线充电接收装置101飞离临时停机平台5;
其中,无线充电接收装置101之中还可以包括无人机1的电池,将电池一起放置在临时停机平台5,可以进一步减轻无人机1的负担。
通过上述两种措施,在保证污垢清除装置的清洗能力的前提下,解决了无人机续航时间短的问题、提高了运行效率。
其中,本实施例中所述的“可拆装结构”采用的是公知产品,例如夹爪机构等。
进一步的,所述的临时停机平台5中设有定位导航装置502,用于引导无人机1准确停靠在临时停机平台5上、并可以用于为无人机1提供光伏板物理位置坐标信息。在此情况下,定位导航装置502可以完全实现前文所述的“地面引导装置”的功能。
定位导航装置502与无人机1进行信息交互,具体通讯信号可以采用声音信号、光信号或电磁波信号等。
当然,本发明创造并不局限于上述实施方式,熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换,这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***,包括无人机(1),其特征在于,还包括在光伏电站中设置的若干个临时停机平台(5),临时停机平台(5)设置在光伏板(4)的附近或光伏板的支架(401)上,用于提升无人机(1)执行清洗作业的续航能力;
无人机(1)中至少包括控制模块、定位模块、图像采集模块、图像处理模块、清洗模块;其中:
控制模块:用于控制无人机(1)的飞行过程、并与光伏电站监控***进行通信;
定位模块:用于确定无人机(1)在光伏电站内的具***置;采用卫星导航定位装置与光伏电站的电子地图相结合实现定位;或者在光伏电站内设置若干个地面引导装置、并在无人机中安装引导信息交互装置,引导信息交互装置与地面引导装置通过近场通信方式进行相互通信并实现测距和定位;
图像采集模块:至少包括机载摄像机(2),机载摄像机(2)用于拍摄光伏板(4)的影像,并用于监控积垢清除的过程和观察处理效果;
图像处理模块:通过图像处理软件/硬件对光伏板(4)的影像进行分析、并确定光伏板(4)上是否存在积垢、以及积垢的具***置;或者通过控制模块将机载摄像机(2)拍摄的图像数据发送给远程监控人员,由人工辅助识别判定是否存在积垢、以及积垢的具***置;然后将人工识别结果发送给无人机(1);
清洗模块:用于对光伏板(4)上已确定位置的积垢进行定点清除,所述的清洗模块是干冰清洗装置(3);干冰清洗装置(3)包括液态二氧化碳储存罐(301)、控制阀门一(302)、空气压缩机构(303)、控制阀门二(304)、干冰生成管(305)、压缩空气管(306)、喷嘴管(307)、喷嘴(308);其中:
干冰生成管(305)的第一进口与控制阀门一(302)、液态二氧化碳储存罐(301)相连接;
干冰生成管(305)的第二进口与压缩空气管(306)的出口相连接;
压缩空气管(306)的进口与控制阀门二(304)、空气压缩机构(303)相连接;所述的空气压缩机构(303)是空气压缩机或者是压缩空气储存罐;
干冰生成管(305)的出口与喷嘴管(307)的进口连接;喷嘴管(307)的出口与喷嘴(308)连接;
当液态二氧化碳通过干冰生成管(305)时,一部分液态二氧化碳吸收热量气化、同时使得另一部分液态二氧化碳冷凝为固体的干冰颗粒,在干冰生成管(305)的出口处形成气态、固态混合流体;然后通过喷嘴(308)喷出;
并且,无人机(1)还包含局部可拆分部件、且在无人机(1)执行清洗作业的位置附近设置有临时停机平台(5);在无人机(1)对光伏板(4)进行清洗前,首先将无人机(1)停靠在临时停机平台(5)上,然后松开无人机(1)的主体与局部可拆分部件之间的连接并将局部可拆分部件摆放在临时停机平台(5)上;然后无人机(1)起飞并执行清洗作业;清洗完成后,无人机(1)再次停靠在临时停机平台(5)上、并夹紧局部可拆分部件,然后无人机(1)携带局部可拆分部件飞离临时停机平台(5);
所述的局部可拆分部件是可拆分的空气压缩机结构,空气压缩机构(303)采用空气压缩机(303a),将空气压缩机(303a)设计为可拆装结构、并将空气压缩机(303a)安装在无人机(1)的底部;空气压缩机(303a)与临时停机平台(5)配合使用;
所述的用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***的运行过程是:
S1、由光伏电站监控***获得存在积垢或疑似存在积垢的光伏板(4)的物理坐标、并发送给无人机(1),光伏电站监控***监控积垢的手段是以下三种的一种或多种的组合:
第一:人工巡检,人工巡场并查找存在积垢的光伏板(4),再将其物理坐标报送给光伏电站监控***;
第二:快速巡检,通过巡场无人机进行巡检,快速查找积垢或疑似积垢的光伏板(4)的位置、并将其物理坐标报送给光伏电站监控***;
第三:运行监测,由光伏电站监控***实时监测光伏板运行过程中出现的功能参数异常,并标记该光伏板(4)疑似存在积垢;
S2、无人机(1)接收到存在积垢或疑似存在积垢的光伏板(4)的物理坐标后,根据定位模块的引导飞行到对应的光伏板(4)附近;然后通过图像采集模块和图像处理模块获得光伏板(4)上积垢的具***置信息;然后通过控制模块控制无人机(1)悬停在积垢位置附近,再启动干冰清洗装置(3)进行清洗,并且将机载摄像机(2)的拍摄取景区域对准积垢位置,监控整个干冰清洗过程、并及时查看清理的效果;当前位置的积垢清洗完成后,若光伏板(4)上还有其他积垢,则通过控制模块控制无人机(1)移动到下一个积垢位置附近,继续进行清洗;其中,干冰清洗装置(3)的工作过程是:
S201、根据机载摄像机(2)确定的积垢位置,将喷嘴(308)对准光伏板(4)上待清理的积垢;
S202、打开控制阀门二(304),使得空气压缩机构(303)输出压缩空气、并从喷嘴(308)喷出;
S203、打开控制阀门一(302),使得液态二氧化碳储存罐中的液态二氧化碳输出,通过干冰生成管(305)后形成干冰、再与压缩空气混合后从喷嘴(308)喷出;并将干冰喷射到积垢上,使得积垢分解破碎;同时,可以对积垢部位的光伏板(4)进行降温,防止积垢部位局部过热对光伏板(4)造成损伤;
S204、在干冰喷射一小段时间后,关闭控制阀门一(302)、中断液态二氧化碳的输出;此时继续向积垢喷射压缩空气、将松散的积垢清除,并防止连续喷射干冰导致局部过冷对光伏板(4)造成损伤;
S205、通过机载摄像机(2)观察积垢是否被彻底清除,若未彻底清除则重复S203、S204,间隙性的使用干冰喷射到积垢上,直至积垢被彻底清除;
S206、当清洗工作完成后,先关闭控制阀门一(302)、中断液态二氧化碳的输出;然后再关闭控制阀门二(304),中断压缩空气的输出,结束清洗过程;
S3、当无人机(1)执行清洗作业的位置附近设置有临时停机平台(5)时,执行以下操作:
无人机(1)中设有所述的可拆分的空气压缩机结构:
在无人机(1)对光伏板(4)进行清洗前,首先将无人机(1)停靠在临时停机平台(5)上,然后松开无人机(1)的主体与空气压缩机(303a)之间的连接并将空气压缩机(303a)摆放在临时停机平台(5)上;
然后无人机(1)起飞并执行清洗作业,此时,与空气压缩机(303a)连接的压缩空气管(306)为可伸缩软管,压缩空气管(306)一边与空气压缩机(303a)相连接、另一边与无人机(1)上的干冰清洗装置(3)相连接;
清洗完成后,无人机(1)再次停靠在临时停机平台(5)上、并夹紧空气压缩机(303a),然后无人机(1)携带空气压缩机(303a)飞离临时停机平台(5)。
2.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***,其特征在于:所述的临时停机平台(5)中设有定位导航装置(502),用于引导无人机(1)停靠在临时停机平台(5)上、并可以用于为无人机(1)提供光伏板物理位置坐标信息。
3.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***,其特征在于:干冰清洗装置(3)中包括用于调整喷嘴(308)的喷射角度的喷嘴调节支架(308a),通过喷嘴调节支架(308a)对喷嘴(308)的喷射角度进行微调、从而达到最佳的清理效果。
4.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***,其特征在于:机载摄像机(2)中包括红外摄像机或在无人机(1)中安装测温仪,用于监测在干冰清洗过程中积垢区域的温度变化,若积垢区域温度过低则立即中断清洗过程。
5.根据权利要求1所述的用于光伏电站运维的光伏板污垢清除***,其特征在于:该***中还包括补给站,所述的干冰清洗装置(3)为整体可拆装结构,当干冰清洗装置(3)中的液态二氧化碳储存罐(301)中的二氧化碳不足或耗尽时,无人机(1)飞回补给站,将机载的干冰清洗装置(3)整体拆下、并换上备用的干冰清洗装置(3),无人机(1)即可重新投入使用;拆下的干冰清洗装置(3)在补给站中对其中的液态二氧化碳储存罐(301)补充液态二氧化碳并备用。
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