CN111313831A

CN111313831A - 光伏电站监控维护设备

Info

Publication number: CN111313831A
Application number: CN202010118883.1A
Authority: CN
Inventors: 王崇宇; 吕英俊
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2020-06-19

Abstract

光伏电站监控维护设备，用于实现对光伏电站的监控和维护。它包括：导轨；机架，机架设置在导轨上方，且在机架上设有行走机构；水箱，它设置在机架上，在水箱内设有水泵，水泵与软管连接，软管与雾化喷头连接；立柱，立柱转动安装在机架上，在机架上设有驱动立柱旋转的旋转机构，在立柱顶部设有摄像头和风速传感器；升降板，升降板滑动设置在立柱上，并在立柱上设有驱动升降板上下移动的升降机构；外壳，在外壳与升降板之间设有伸展机构；盒体，盒体设置在外壳内侧；清洁机构，它包括转动安装在盒体内的清洁辊、固定在盒体上的水刮、驱动清洁辊转动的清洁机构，雾化喷头设置在盒体上。本发明可有效实现对光伏电站的监控和维护。

Description

光伏电站监控维护设备

技术领域

本发明涉及光伏电站电气设备技术领域，具体地说是一种光伏电站监控维护设备。

背景技术

光伏电站是当代社会发展的产物，光伏电站通常建在野外，由于野外环境复杂多变，因此对光伏电站进行监控十分必要，可以及时发现光伏电站存在的故障，进而便于维护以减小损失。此外，由于光伏电板直接暴露于室外，室外大风刮起的尘土落在光伏电板上，会影响光伏电板的发电效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏电站监控维护设备，用于实现对光伏电站的监控，以及对光伏电板的清洁维护。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：光伏电站监控维护设备，其特征是，它包括：

导轨，所述导轨为封闭的环形结构，且导轨将相邻两行光伏电板中的一行包围起来；

机架，机架设置在导轨上方，且在机架上设有行走机构，在行走机构的作用下机架沿导轨移动；

水箱，它设置在机架上，在水箱内设有水泵，水泵与软管连接，软管与雾化喷头连接；

立柱，立柱转动安装在机架上，在机架上设有驱动立柱在水平面内旋转的旋转机构，在立柱顶部设有摄像头和风速传感器；

升降板，所述升降板滑动设置在立柱上，并在立柱上设有驱动升降板上下移动的升降机构；

外壳，在外壳与升降板之间设有伸展机构，在伸展机构的作用下外壳沿水平方向靠近或远离升降板；

盒体，盒体设置在外壳内侧，并在盒体与外壳之间设有驱使盒体伸出外壳后处于倾斜状态的摆动机构；

清洁机构，它包括转动安装在盒体内的清洁辊、固定在盒体上的水刮、驱动清洁辊转动的清洁机构，雾化喷头设置在盒体上。

进一步地，行走机构包括固定在机架底部的行走电机、转动安装在机架底部的转轴、设置在转轴与行走电机之间的齿轮传动组，在转轴两端设有置于导轨上的行走轮。

进一步地，在机架的两侧设有侧板，侧板与导轨的外侧面接触。

进一步地，水箱呈“口”字形结构，立柱设置在水箱内侧。

进一步地，升降机构包括转动安装在立柱内的一对上下设置的链轮、设置在两链轮之间的链条、驱动下方链轮转动的升降电机，在升降板上固定有与链条固定连接的固定块，固定块与立柱滑动连接。

进一步地，伸展机构为平躺的剪叉式升降机构。

进一步地，摆动机构包括设置在盒体上端与外壳内壁之间的第一电动伸缩杆、固定在外壳下部内壁上的支架、设置在支架与盒体下端之间的第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆与支架固定连接，第一电动伸缩杆与盒体和外壳均铰接，第二电动伸缩杆与盒体铰接。

进一步地，清洁机构包括固定在外壳内的清洁电机、设置在清洁电机输出端与清洁辊之间的软轴。

本发明的有益效果是：本发明提供的光伏电站监控维护设备，可以实现对光伏电板的图像采集，并将其上传至远方监控室，以便于及时发现光伏电板的破损、杂物覆盖状况；清洁机构的设置，可以对光伏电板进行清洁，以保障光伏电板的发电效率。

附图说明

图1为本发明在光伏电站的布置示意图；

图2为本发明的正面示意图；

图3为机架的正视图；

图4为机架的俯视图；

图5为升降机构的示意图；

图6为伸展机构的示意图；

图7为清洁机构的示意图；

图8为清洁辊的示意图；

图9为盒体的右视图；

图10为盒体的左视图；

图11为清洁过程示意图；

图中：1光伏电板，2导轨，3监控维护单元，4机架，41支撑座，42转轴，43行走电机，44齿轮传动组，45行走轮，46侧板，461延伸板，47支撑台，5水箱，51端盖，6立柱，61链轮，62链条，63升降电机，64滑槽，65摄像头，66风速传感器，7升降板，71固定块，72伸展机构，8外壳，81第一耳板，82支架，83第一电动伸缩杆，84第二电动伸缩杆，9盒体，91第二耳板，92清洁辊，93固定板，94水刮，95清洁电机，96软轴。

具体实施方式

如图1至图11所示，本发明主要包括导轨2和监控维护单元3，下面结合附图对本发明进行详细描述。

如图1、图2所示，导轨2为封闭的环形结构，导轨的横截面为“工”字形。光伏电板在野外成行列设置，每行包括若干光伏电板，导轨设置在相邻的两行光伏电板之间，即其中一行光伏电板位于导轨外侧，与其相邻的一行光伏电板位于导轨内侧。每条导轨均为长方形结构，且导轨的边角处圆角处理。

监控维护单元3设置在导轨上，如图2所示，监控维护单元包括机架4、行走机构、立柱6、升降机构、升降板7、伸展机构、外壳8、盒体9、倾斜机构、清洁机构和摄像头65，如图3所示，机架4为开口朝下的“]”形结构，在机架的底部固定有一对支撑座41，在两支撑座之间转动安装有转轴42，在转轴的两端均固定有行走轮45，行走轮设置在导轨上并可以在导轨上滚动。在机架的左右两侧分别设有侧板46，侧板与导轨的外侧面接触，通过两侧板实现对机架的限位，防止机架从导轨上滑脱掉落。在侧板的底部设有延伸板461，延伸板为圆弧形结构，延伸板伸入导轨侧面的凹槽内，进而防止导轨与机架之间发生竖直方向的滑脱。在机架的底部固定有行走电机43，在行走电机的输出端与转轴之间设有齿轮传动组44，通过行走电机、齿轮转动组驱动行走轮沿导轨的滚动，行走电机、齿轮转动组构成了行走机构。在机架的顶部固定有支撑台47，支撑台的长宽尺寸均大于机架的长宽尺寸。在立柱顶部设有风速传感器66，用于监测现场的风速。

在支撑台的顶部固定有水箱5，如图4所示，水箱5为“口”字形结构，在水箱的顶部设有端盖51，打开端盖时便于向水箱内注入自来水。

在水箱的内侧设有与支撑台转动连接的立柱6，如图5所示，立柱6为长方体形结构，立柱内部中空，在立柱的内腔中设有上下设置的链轮61，在两链轮之间设有链条62，在立柱的外壁固定有升降电机63，升降电机的输出端与下方的链轮共轴设置，通过升降电机驱动链条的运动。在立柱的左侧壁上设有滑槽64，在立柱的顶部固定有摄像头65和风速传感器66，摄像头、风速传感器均与机架上的蓄电池电连接。升降电机、链轮和链条构成了升降机构，通过升降机构驱动升降板7的升降。如图5所示，升降板为矩形板，升降板的右侧壁上设有固定块71，固定块置于凹槽内并与链条固定连接，链条运动时可以带动升降板的上下运动。升降板置于立柱外部，且固定块与滑槽滑动连接。在立柱上设有三个位于不同高度位置的行程开关，当升降板与最上方的行程开关接触时，升降板上升到最高位置而停止上升；当升降板与中间位置的行程开关接触时，升降板在中间位置停留固定；当升降板与最下方的行程开关接触时，升降板下降到最低位置而停止下降。

利用摄像头对光伏电站的光伏电板进行定期图像采集，以及时了解光伏电板的状态；通过风速传感器了解光伏电板所处环境的风力大小，以决定是否进行监控和维护。

在升降板上固定有伸展机构72，伸展机构的实质为水平设置的剪叉式升降机构，伸展机构的另一端为外壳8，这样通过伸展机构将外壳与升降板连接在一起，外壳与升降板之间可以相互靠近或远离，但外壳与升降板之间同步上升或下降。如图7所示，外壳为长方体形的中空结构，且外壳的左侧面敞口，在外壳的内侧设有盒体9，在外壳的内壁上设有上下设置的第一耳板81和支架82，在第一耳板上铰接安装有第一电动伸缩杆83，在支架上固定有第二电动伸缩杆，在盒体的右侧壁上设有上下设置的两个第二耳板91，第二耳板与第一电动伸缩杆、第二耳板与第二电动伸缩杆之间均铰接连接。第一、第二电动伸缩杆的伸展长度不同，且第一电动伸缩杆伸展长度大，在第一、第二电动伸缩杆的作用下，盒体先向外伸出，然后盒体逆时针摆动，盒体处于倾斜装置。盒体也为左侧面敞口的长方体形中空结构。第一、第二电动伸缩杆以及支架构成了驱动盒体伸出外壳并处于倾斜状态的摆动机构。

如图8所示，在盒体内转动安装有清洁辊92，清洁辊外壁为清洁布，在外壳内壁固定有清洁电机95，在清洁电机与清洁辊之间设有软轴96，清洁电机工作时可以通过软轴带动清洁辊的转动。如图9、图10所示，在盒体的侧壁上固定有固定板93，固定板为直角梯形结构，在固定板上固定有倾斜设置的水刮94，水刮为橡胶件，清洁辊与光伏电板接触的同时，水刮与光伏电板同步接触。如图11所示，使用时清洁辊与光伏电板接触并沿光伏电板移动，此时旋转的清洁辊对光伏电板起到清洁的作用。与此同时，水刮与光伏电板接触，刮除光伏电板表面的水。在盒体上还设有雾化喷头，雾化喷头与软管连接，软管与水箱内的水泵连接，清洁辊在沿光伏电板移动的过程中，雾化喷头向前进方向喷洒水雾。这样，先喷洒水雾，再通过清洁辊对光伏电板进行擦拭，随后水刮刮除光伏电板上的水，进而实现整个清洁过程。第一、第二电动伸缩杆配合作用将盒体置于倾斜状态，直至清洁辊、水刮均与光伏电板接触。清洁辊、清洁电机、软轴、水刮构成了清洁机构。清洁电机、水泵均与蓄电池电连接，蓄电池内的电能由设置在机架上的光伏电板发电供给。在机架上设有控制器，控制器控制整个监控维护单元的工作状态。

为驱动立柱与支撑台之间的相对转动，在立柱与支撑台之间设有旋转机构。旋转机构包括固定在立柱外壁的齿圈、固定在支撑台上的旋转电机、固定在旋转电机输出端且与齿圈啮合的齿轮。旋转电机与蓄电池电连接。可以在立柱的底部固定竖轴，竖轴伸入支撑台内并与支撑轴转动连接。这样，当机架沿导轨移动直至机架与相邻的一行光伏电板对应时，立柱旋转180度，进而确保摄像头和清洁机构正对该行光伏电板。进行完清洗维护作业后，升降板下移至最低点，伸展机构收缩，盒体缩回至外壳内，此时伸展机构和外壳均置于水箱内侧，进而避免大风对监控维护单元的破坏。

下面结合附图对本发明的工作过程进行详细描述：

(1)、驱动行走机构动作，使得整个机架沿导轨移动，在移动的过程中，摄像头采集光伏电板图像，并将图像上传至监控室；

(2)、当监控得到的光伏电板有破损或有较大异物覆盖时，监控室可派出人员进行现场清理；

(3)、当监控得到的光伏电板表面有较多灰尘堆积时，监控室向监控维护单元发送信号，使其进行维护工作；具体为：升降板先上升至最高点，然后外壳伸出至最大行程，然后盒体伸出至倾斜状态，此时清洁辊、水刮均与光伏电板接触；驱动水泵、清洁电机和行走电机工作，此时先喷出水雾，然后清洁辊对光伏电板进行擦洗，然后水刮刮除光伏电板表面的水，进而实现对光伏电板的清洗作业；升降板移动至中间位置时，可以对光伏电板的下半部分进行清洗维护；

(4)、机架在导轨上移动至相邻行的光伏电板处时，旋转机构驱动立柱旋转180度，使得清洁机构正对该行光伏电板并与之接触，继续进行清洗维护作业。

Claims

1.光伏电站监控维护设备，其特征是，它包括：

2.根据权利要求1所述的光伏电站监控维护设备，其特征是，行走机构包括固定在机架底部的行走电机、转动安装在机架底部的转轴、设置在转轴与行走电机之间的齿轮传动组，在转轴两端设有置于导轨上的行走轮。

3.根据权利要求1所述的光伏电站监控维护设备，其特征是，在机架的两侧设有侧板，侧板与导轨的外侧面接触。

4.根据权利要求1所述的光伏电站监控维护设备，其特征是，水箱呈“口”字形结构，立柱设置在水箱内侧。

5.根据权利要求1所述的光伏电站监控维护设备，其特征是，升降机构包括转动安装在立柱内的一对上下设置的链轮、设置在两链轮之间的链条、驱动下方链轮转动的升降电机，在升降板上固定有与链条固定连接的固定块，固定块与立柱滑动连接。

6.根据权利要求1所述的光伏电站监控维护设备，其特征是，伸展机构为平躺的剪叉式升降机构。

7.根据权利要求1所述的光伏电站监控维护设备，其特征是，摆动机构包括设置在盒体上端与外壳内壁之间的第一电动伸缩杆、固定在外壳下部内壁上的支架、设置在支架与盒体下端之间的第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆与支架固定连接，第一电动伸缩杆与盒体和外壳均铰接，第二电动伸缩杆与盒体铰接。

8.根据权利要求1所述的光伏电站监控维护设备，其特征是，清洁机构包括固定在外壳内的清洁电机、设置在清洁电机输出端与清洁辊之间的软轴。