CN111701938A - 一种大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电源装备技术领域，具体涉及一种大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，包括壳体，壳体内部的底部安装有若干导轮，导轮可旋转，壳体内部的顶部顺序安装有污染度检测装置、清洗液喷射装置、清洗装置、擦拭装置、烘干装置，壳体内部的侧壁安装有控制器。本发明可集成在大功率太阳能电源车上，在电源车撤守的过程中，自动完成对柔性太阳能电池组件的清洗；可对柔性太阳能电池组件表面的污染度进行实时的自动检测，保证对柔性太阳能电池组件的及时清洗，提高发电效率；可根据污染度的大小，动态调整清洗头、擦拭头的位置和旋转速度，即能保证清洗质量，还能减小对柔性太阳能电池组件表面的磨损，延长使用寿命。
Description
技术领域
本发明属于电源装备技术领域，具体涉及一种大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置。
背景技术
太阳能是一种清洗可再生能源，随着人类对能源消耗的日益增长，以及石油等资源的日益匮乏，太阳能发电技术越来越受到重视。我国目前是世界上最大的太阳能电池生产国和应用国，近年来，我国建设了大批的太阳能电站，对于社会经济发展做出了巨大贡献。
太阳能电源车是一种重要的电源装备，将太阳能发电装置安装到汽车底盘上组合而成，从而具有快速机动的特点，可以为用电设备提供移动电源，使用方便快捷。民用领域，可用于工业勘探、农业生产等场合的移动用电问题。军用领域，由于太阳能电源车具有噪音小、红外辐射弱等特点，具有隐蔽性强的优势，可用于野战条件下给军用装备以及车炮场等提供电能等。
一种大功率太阳能电源车如图1所示，主要由二类汽车底盘、控制箱、配电箱、清洗液箱、支架、电动导轨、布设装置、柔性太阳能电池组件9、柔性太阳能电池组件自动清洗装置10、智能收放装置11和车厢组成。当需要发电作业时，将柔性太阳能电池组件从车厢拉出铺设在地面上，如图2所示。当作业结束时，将柔性太阳能电池组件收起，经过柔性太阳能电池组件自动清洗装置清洗后，叠放在车厢中，如图1所示。
太阳能电池板在使用过程中，会沾染灰尘、油污、污水等，严重影响太阳能太阳能电池板的发电效率和使用寿命等，因此必须及时对太阳能电池板进行清洗。一般采用人工清洗或者用设备自动清洗的方式。专利“一种臂架结构及太阳能电池板清洗车（CN105964573A）”、“太阳能电池板清洗车（CN204429819U）”等提出了具有底盘车的太阳能电池板清洗技术方案，专利“一种太阳能电池板清洗装置（CN106269621A）”、“具有水驱动滚刷及内置气道的太阳能电池板清洗设备（CN204429790U）”提出了没有底盘车的太阳能电池板清洗技术方案，与人工清洗相比，速度极大提高。
受结构、功能等的限制，现有的太阳能电池板清洗技术方案，都无法解决大功率电源车所采用的柔性太阳能组件的自动清洗问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，解决大功率太阳能电源车的柔性太阳能电池组件的自动清洗问题。
本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明包括壳体，壳体部的底部安装有若干导轮2，轮2可以旋转，当柔性太阳能电池组件移动时，从而降低柔性太阳能电池组件的移动阻力，减小磨损；壳体内部的顶部顺序安装有污染度检测装置、清洗液喷射装置、清洗装置、擦拭装置、烘干装置，柔性太阳能电池组件从壳体的一侧壁穿入壳体，通过导轮与污染度检测装置、清洗液喷射装置、清洗装置、擦拭装置、烘干装置之间的空隙，从壳体的另一侧穿出壳体，壳体内部的侧壁安装有控制器。
优选的，所述污染度检测装置实时检测柔性太阳能电池组件表面的污染度，将污染度数据传输给控制模块，污染度检测装置包括污染度检测传感器阵列和污染度检测传感器支架，污染度检测传感器阵列由若干个污染度检测传感器组成，安装在污染度检测传感器支架上的安装孔内。
优选的，所述清洗液喷射装置包括清洗液喷射装置底座，喷射装置底座上安装有清洗液增压泵，将清洗液进行增压处理，清洗液增压泵的另一端连接有清洗液喷头支架，清洗液喷头支架的内部为中空结构，另一端连接有清洗液喷头，清洗液喷头内部为中空结构，包括若干个清洗液喷嘴。当需要清洗时，根据污染度的大小，清洗液增压泵输出的高压清洗液，通过清洗液喷头支架中间的孔，输出给清洗液喷头，通过清洗液喷嘴均匀喷涂对应数量的清洗液，到柔性太阳能电池组件的表面。
优选的，所述清洗装置包括清洗装置底座，清洗装置底座上安装有清洗装置电动推杆，清洗装置电动推杆的另一端连接有清洗头支架，清洗装置电动推杆驱动清洗头支架上下运动，清洗头支架的两端安装有清洗头旋转电机，清洗头旋转电机的输出轴连接有清洗头，当需要清洗时，根据污染度的大小，自动调整清洗头的位置和旋转速度，对柔性太阳能电池组件进行清洗。
优选的，所述擦拭装置包括擦拭装置底座，擦拭装置底座上安装有擦拭装置电动推杆，擦拭装置电动推杆的另一端连接有擦拭头支架，擦拭头支架连接有擦拭头旋转电机，所述擦拭头旋转电机连接有擦拭头，当需要擦拭时，根据污染度的大小，自动调整擦拭头的位置和旋转速度，对柔性太阳能电池组件进行擦拭。
优选的，所述烘干装置包括烘干装置底座，烘干装置底座连接有空气加热增压泵，空气加热增压泵的另一端连接有高压空气喷头支架，高压空气喷头支架内部为中空结构，另一端连接有高压空气喷头，当需要烘干时，喷出高压高温气流，对柔性太阳能电池组件的表面水汽进行烘干。
优选的，所述控制器通过污染度检测装置，实时获取柔性太阳能电池组件的表面污染度，经过解析计算后，分别向清洗液喷射装置、清洗装置、擦拭装置、烘干装置发出控制信号，执行相应的喷射、清洗、擦拭、烘干动作。控制器包括电压变换模块，电压变换模块型号为TLE7368，与其连接的模块有嵌入式处理器、清洗度测量单元、CAN总线模块A、CAN总线模块B、清洗液喷射装置控制单元、清洗装置控制单元、擦拭装置控制单元、烘干装置控制单元。
嵌入式处理器型号为C8051F500，与其连接的模块有清洗度测量单元、CAN总线模块A、CAN总线模块B、清洗液喷射装置控制单元、清洗装置控制单元、擦拭装置控制单元、烘干装置控制单元连接，用于完成CAN总线通信、清洗度计算、喷射控制计算、清洗控制计算、擦拭控制计算和烘干控制计算等。
CAN总线模块 A与CAN总线模块B，型号为CMT1050T，用于实现与其他车载设备的双CAN总线冗余通信。
清洗液喷射装置控制单元，型号为BTS723，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制清洗液喷射装置完成清洗液的喷射。
清洗装置控制单元，型号为BTS50085，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制清洗装置上清洗头的上下移动以及旋转运动。
擦拭装置控制单元，型号为BTS50085，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制擦拭装置上擦拭头的上下移动以及旋转运动。
烘干装置控制单元，型号为BTS50085，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制烘干装置喷出高压高温气体。
本发明的有益效果为：
（1）清洗效率高，本发明可集成在大功率太阳能电源车上，在电源车撤守的过程中，自动完成对柔性太阳能电池组件的清洗，清洗效率高；
（2）可对污染度自动检测，本发明可对柔性太阳能电池组件表面的污染度进行实时的自动检测，无需人工干涉，能保证对柔性太阳能电池组件的及时清洗，提高发电效率；
（3）可自动调节清洗和擦拭的力度，本发明可根据污染度的大小，动态调整清洗头、擦拭头的位置和旋转速度，即能保证清洗质量，还能减小对柔性太阳能电池组件表面的磨损，延长使用寿命。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
图1是大功率电源车撤收状态下的示意图；
图2是大功率电源车展开状态下的示意图；
图3是本发明的结构示意图；
图4是本发明污染度检测装置结构示意图；
图5是本发明清洗液喷射装置结构示意图；
图6是本发明清洗装置结构示意图；
图7是本发明擦拭装置结构示意图；
图8是本发明烘干装置结构示意图；
图9是本发明控制器的组成示意图。
图中：1-壳体、2：导轮、3-污染度检测装置、4-清洗液喷射装置、5-清洗装置、6-擦拭装置、7-烘干装置、8-控制器、9-柔性太阳能电池组件、10-柔性太阳能电池组件自动清洗装置、11-智能收放装置、301-污染度检测传感器阵列、302-污染度检测传感器支架、401-清洗液喷射装置底座、402-清洗液增压泵、403-清洗液喷头支架、404-清洗液喷头、501-清洗装置底座、502-清洗装置电动推杆、503-清洗头支架、504-清洗头旋转电机、505-清洗头、601-擦拭装置底座、602-擦拭装置电动推杆、603-擦拭头支架、604-擦拭头旋转电机、605-擦拭头、701-烘干装置底座、702-空气加热增压泵、703-高压空气喷头支架、704-高压空气喷头、801-电压变换模块、802-嵌入式处理器、803-清洗度测量单元、804-CAN总线模块A、805-CAN总线模块B、806-清洗液喷射装置控制单元、807-清洗装置控制单元、808-擦拭装置控制单元、809-烘干装置控制单元。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，如图3所示，包括壳体1，壳体1内部的底部安装有若干导轮2，导轮2可以旋转，当柔性太阳能电池组件9移动时，从而降低柔性太阳能电池组件9的移动阻力，减小磨损；壳体1内部的顶部顺序安装有污染度检测装置3、清洗液喷射装置4、清洗装置5、擦拭装置6、烘干装置7，柔性太阳能电池组件9从壳体1的一侧壁穿入壳体1，通过导轮2与污染度检测装置3、清洗液喷射装置4、清洗装置5、擦拭装置6、烘干装置7之间的空隙，从壳体1的另一侧穿出壳体1，壳体1内部的侧壁安装有控制器8。
具体的，如图4所示，污染度检测装置3实时检测柔性太阳能电池组件9表面的污染度，将污染度数据传输给控制模块8，污染度检测装置3包括污染度检测传感器阵列301和污染度检测传感器支架302，污染度检测传感器阵列301由若干个污染度检测传感器组成，安装在污染度检测传感器支架302上的安装孔内。
具体的，如图5所示，清洗液喷射装置4包括清洗液喷射装置底座401，喷射装置底座401上安装有清洗液增压泵402，将清洗液进行增压处理，清洗液增压泵402的另一端连接有清洗液喷头支架403，清洗液喷头支架403的内部为中空结构，另一端连接有清洗液喷头404，清洗液喷头404内部为中空结构，包括若干个清洗液喷嘴。当需要清洗时，根据污染度的大小，清洗液增压泵402输出的高压清洗液，通过清洗液喷头支架403中间的孔，输出给清洗液喷头404，通过清洗液喷嘴均匀喷涂对应数量的清洗液，到柔性太阳能电池组件9的表面。
具体的，如图6所示，清洗装置5包括清洗装置底座501，清洗装置底座501上安装有清洗装置电动推杆502，清洗装置电动推杆502的另一端连接有清洗头支架503，清洗装置电动推杆502驱动清洗头支架503上下运动，清洗头支架503的两端安装有清洗头旋转电机504，清洗头旋转电机504的输出轴连接有清洗头505，当需要清洗时，根据污染度的大小，自动调整清洗头的位置和旋转速度，对柔性太阳能电池组件9进行清洗。
具体的，如图7所示，擦拭装置6包括擦拭装置底座601，擦拭装置底座601上安装有擦拭装置电动推杆602，擦拭装置电动推杆602的另一端连接有擦拭头支架603，擦拭头支架603连接有擦拭头旋转电机604，所述擦拭头旋转电机604连接有擦拭头605，当需要擦拭时，根据污染度的大小，自动调整擦拭头的位置和旋转速度，对柔性太阳能电池组件9进行擦拭。
具体的，如图8所示，烘干装置7包括烘干装置底座701，烘干装置底座701连接有空气加热增压泵702，空气加热增压泵702的另一端连接有高压空气喷头支架703，高压空气喷头支架703内部为中空结构，另一端连接有高压空气喷头704，当需要烘干时，喷出高压高温气流，对柔性太阳能电池组件9的表面水汽进行烘干。
具体的，如图9所示，控制器8通过污染度检测装置3，实时获取柔性太阳能电池组件9的表面污染度，经过解析计算后，分别向清洗液喷射装置4、清洗装置5、擦拭装置6、烘干装置7发出控制信号，执行相应的喷射、清洗、擦拭、烘干动作。控制器8包括电压变换模块801，电压变换模块801型号为TLE7368，与其连接的模块有嵌入式处理器802、清洗度测量单元803、CAN总线模块A804、CAN总线模块B805、清洗液喷射装置控制单元806、清洗装置控制单元807、擦拭装置控制单元808、烘干装置控制单元809。
嵌入式处理器802型号为C8051F500，与其连接的模块有清洗度测量单元803、CAN总线模块A804、CAN总线模块B805、清洗液喷射装置控制单元806、清洗装置控制单元807、擦拭装置控制单元808、烘干装置控制单元809连接，用于完成CAN总线通信、清洗度计算、喷射控制计算、清洗控制计算、擦拭控制计算和烘干控制计算等。
CAN总线模块 A804与CAN总线模块B805，型号为CMT1050T，用于实现与其他车载设备的双CAN总线冗余通信。
清洗液喷射装置控制单元806，型号为BTS723，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制清洗液喷射装置4完成清洗液的喷射。
清洗装置控制单元807，型号为BTS50085，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制清洗装置5上清洗头的上下移动以及旋转运动。
擦拭装置控制单元808，型号为BTS50085，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制擦拭装置5上擦拭头的上下移动以及旋转运动。
烘干装置控制单元809，型号为BTS50085，根据清洁度的值，经解析计算后，输出PWM控制信号，控制烘干装置5喷出高压高温气体。
工作原理：如图1、图2所示，当发电作业结束时，智能收放装置11撤收柔性太阳能电池组件9，此时，污染度检测装置3实时检测柔性太阳能电池组件9表面的污染度，当污染度超过阈值时，发出清洗指令，清洗液喷射装置4根据污染度的大小，喷出相应数量的清洗液；清洗装置5开始执行清洗动作，清洗头505的位置和旋转速度，与污染度相关，当污染严重时，清洗头505离柔性太阳能电池组件9表面近，并且旋转速度高，从而提高清洗能力，相反清洗头505离柔性太阳能电池组件9表面远，并且旋转速度低，减少对柔性太阳能电池组件9表面的磨损；擦拭装置6开始执行擦拭动作，擦拭头605的位置和旋转速度，与污染度相关，当污染严重时，擦拭头605离柔性太阳能电池组件9表面近，并且旋转速度高，从而提高擦拭能力，相反擦拭头605离柔性太阳能电池组件9表面远，并且旋转速度低，减少对柔性太阳能电池组件9表面的磨损；烘干装置7开始执行烘干动作，喷出高压高温气流，将柔性太阳能电池组件9表面的水汽烘干。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，包括壳体（1），其特征在于：所述壳体（1）内部的底部安装有若干导轮（2），所述导轮（2）可旋转，所述壳体（1）内部的顶部顺序安装有污染度检测装置（3）、清洗液喷射装置（4）、清洗装置（5）、擦拭装置（6）、烘干装置（7），所述壳体（1）内部的侧壁安装有控制器（8）。
2.根据权利要求1所述的大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，其特征在于：所述污染度检测装置（3）包括污染度检测传感器阵列（301）和污染度检测传感器支架（302），所述污染度检测传感器阵列（301）由若干个污染度检测传感器组成，安装在污染度检测传感器支架（302）上的安装孔内。
3.根据权利要求1所述的大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，其特征在于：所述清洗液喷射装置（4）包括清洗液喷射装置底座（401），所述喷射装置底座（401）上安装有清洗液增压泵（402），所述清洗液增压泵（402）的另一端连接有清洗液喷头支架（403），所述清洗液喷头支架（403）的内部为中空结构，另一端连接有清洗液喷头（404），所述清洗液喷头（404）内部为中空结构，包括若干个清洗液喷嘴。
4.根据权利要求1所述的大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，其特征在于：所述清洗装置（5）包括清洗装置底座（501），所述清洗装置底座（501）上安装有清洗装置电动推杆（502），所述清洗装置电动推杆（502）的另一端连接有清洗头支架（503），所述清洗装置电动推杆（502）驱动清洗头支架（503）上下运动，所述清洗头支架（503）的两端安装有清洗头旋转电机（504），所述清洗头旋转电机（504）的输出轴连接有清洗头（505）。
5.根据权利要求1所述的大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，其特征在于：所述擦拭装置（6）包括擦拭装置底座（601），所述擦拭装置底座（601）上安装有擦拭装置电动推杆（602），所述擦拭装置电动推杆（602）的另一端连接有擦拭头支架（603），所述擦拭头支架（603）连接有擦拭头旋转电机（604），所述擦拭头旋转电机（604）连接有擦拭头（605）。
6.根据权利要求1所述的大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，其特征在于：所述烘干装置（7）包括烘干装置底座（701），所述烘干装置底座（701）连接有空气加热增压泵（702），所述空气加热增压泵（702）的另一端连接有高压空气喷头支架（703），所述高压空气喷头支架（703）内部为中空结构，另一端连接有高压空气喷头（704）。
7.根据权利要求1所述的大功率太阳能电源车用的柔性太阳能电池组件自动清洗装置，其特征在于：所述控制器（8）包括电压变换模块（801），所述电压变换模块（801）连接有嵌入式处理器（802）、清洗度测量单元（803）、CAN总线模块A（804）、CAN总线模块B（805）、清洗液喷射装置控制单元（806）、清洗装置控制单元（807）、擦拭装置控制单元（808）、烘干装置控制单元（809），所述嵌入式处理器（802）与清洗度测量单元（803）、CAN总线模块A（804）、CAN总线模块B（805）、清洗液喷射装置控制单元（806）、清洗装置控制单元（807）、擦拭装置控制单元（808）、烘干装置控制单元（809）连接。
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