CN116329191A - 一种光伏阵列静电负离子清灰装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种光伏阵列静电负离子清灰装置及方法，包括电极装置、电极驱动装置和清扫装置；电极驱动装置安装在光伏阵列的侧边上，电极装置设置在电极驱动装置上，电极驱动装置带动电极装置在光伏阵列表面上下移动；清扫装置设置在光伏阵列的底部边缘，用于清扫电极装置清扫下来的灰尘。本发明一种基于静电斥力的方式被使用，通过静电斥力可以使灰尘颗粒分离并从面板表面飞出，无需使用水。通过在光伏板上布置一种简单的电极，利用电场产生极化效应对灰尘产生斥力进而达到除灰的目的。同时利用电动机和导轨让电极在电池板上运动，即可实现上述除灰的目的；很好的解决了光伏电站建在戈壁荒漠地区，这些地区水资源十分珍贵，无法持续清洗的问题。

Description

一种光伏阵列静电负离子清灰装置及方法

技术领域

本发明属于光伏阵列清灰技术领域，特别涉及一种光伏阵列静电负离子清灰装置及方法。

背景技术

目前清洗光伏发电板主要还是使用大量的水，混合以清洗剂的方式对电板擦拭来起到清洗的效果。但这样的方式，需要消耗大量水资源。据估计，全球范围内的光伏电板的清洁约需要100亿加仑的水，这一数量将足以为多达200万人提供饮用水资源。与此同时，清洁光伏电池板无疑也是一个劳动力密集作业，需要大量的人工。如何有效清洁光伏电池板，是当前市场的痛点问题。

2、现有技术的客观缺点(通过本专利能够解决或改善的一个或多个缺点)：

①一般为有水清洁，形成微型阴影遮挡，造成二次污染，影响发电效率。而大部分光伏电站建在戈壁荒漠地区，这些地区水资源十分珍贵，很难持续对组件进行有效清洗。

②水资源日益紧张的情况下，有水清洁模式，会造成大量水资源流失，不够环保。

③现有清洁模式，离不开密集的劳动力，人工成本投入大，且清洁运维成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种光伏阵列静电负离子清灰装置及方法，以解决现有清灰技术造成二次污染，影响发电效率，不够环保，人工成本投入大的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种光伏阵列静电负离子清灰装置，包括电极装置、电极驱动装置和清扫装置；电极驱动装置安装在光伏阵列的侧边上，电极装置设置在电极驱动装置上，电极驱动装置带动电极装置在光伏阵列表面上下移动；清扫装置设置在光伏阵列的底部边缘，用于清扫电极装置清扫下来的灰尘。

进一步的，电极驱动装置包括驱动电机、驱动滚轮和支架；驱动电机安装在支架上，驱动电机的输出端连接驱动滚轮，两个支架对称扣设在光伏阵列边缘，电极装置设置在两个支架之间，横跨设置在光伏阵列表面上方。

进一步的，光伏阵列边缘设置为齿条状，驱动滚轮为齿轮状，驱动滚轮啮合在齿条上。

进一步的，支架为U型支架。

进一步的，电极装置包括金属棒电极，金属棒电极外接电源。

进一步的，清扫装置包括绕线装置、导轨和软刷；导轨设置在光伏阵列的底部边缘，绕线装置设置在导轨的一端，软刷设置在导轨上，绕线装置通过连接线连接软刷。

进一步的，连接线分为两根，一根正向缠绕在绕线装置上，另一根反向缠绕在绕线装置上，正向的连接线从光伏阵列正面连接到软刷，反向的连接线从光伏阵列背面连接到软刷。

进一步的，绕线装置为圆筒状，绕线装置连接有电机，电机用于绕线装置绕线，绕线装置内部设置有拉紧弹簧，用于绕线装置的复位。

进一步的，导轨连接多组光伏阵列。

进一步的，一种光伏阵列静电负离子清灰装置的清灰方法，包括：

电极装置通电，金属棒电极开始工作产生静电斥力；

启动电极驱动装置，驱动电机的正反转带动电极装置上下移动，通过静电斥力使光伏阵列表面的灰尘脱落，落入到光伏阵列底部；

启动绕线装置的电机，绕线装置转动使软刷沿着导轨来回移动，将灰尘扫落，然后通过内部弹簧复位。

与现有技术相比，本发明有以下技术效果：

本发明一种基于静电斥力的方式被使用，通过静电斥力可以使灰尘颗粒分离并从面板表面飞出，无需使用水。通过在光伏板上布置一种简单的电极，利用电场产生极化效应对灰尘产生斥力进而达到除灰的目的。同时利用电动机和导轨让电极在电池板上运动，即可实现上述除灰的目的；很好的解决了光伏电站建在戈壁荒漠地区，这些地区水资源十分珍贵，无法持续清洗的问题。

无水清洗模式，避免水洗光伏组件自然风干后，在组件表面会形成水

渍，形成微型阴影遮挡，影响发电效率。且冬季使用水洗清洁，会产生冰层严重弱化组件的光学效应

静电除尘工艺，无需用水，独特的设计不会形成二次污染，较高压清洗机相比，可节省大量水资源。

不像其它类型清洁设备，无需再铺设轨道，利用光伏组件阵列自带边框作为轨道，成本低，现场安装施工方便。

附图说明

图1光伏组件静电负离子洗灰装置结构图。

图2为电极驱动装置结构示意图。

其中：

电极装置1、电极驱动装置2、软刷3、绕线装置4、导轨5、驱动电机21、驱动滚轮22和支架23。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1至图2，图1中各部分的名称及对应功能如下所述：

1-电极装置，主要利用静电斥力的作用清除组件表面的灰尘；

2-电极驱动装置，控制电极在光伏组件阵列表面各方向的移动；

控制移动：

已知静电负离子电极装置是使用一根金属棒一样的电极，以静电斥力使灰尘颗粒有效地从组件表面跳出。但该装置本身并不能进行移动，需要依赖静电负离子电极控制器带动其在光伏组件表面进行移动作业。

电负离子电极控制器：通过下方的直流电机推动横跨组件的静电负离子电极装置，利用组件两侧的边沿作为导轨，使静电负离子电极装置穿过组件而不直接接触组件表面，并实现静电负离子电极装置从组件的一端移动到另一端，清除所有的灰尘颗粒。

目前支持静电负离子电极装置在光伏组件表面进行向上移动，向下移动和平移。

电负离子电极控制器：控制器内部采用集成电路，把按键信息编制成特殊的串行数字编码，经芯片内部的解码电路解码后，送出相应的控制信号去控制直流电机推动静电负离子电极装置的运行。

控制对象：电负离子电极控制器用于控制静电负离子电极装置。

安装结构：

需要在光伏组件下方的边缘加铺一条导轨，其长度根据光伏组件长度决定，主要用于以下方面：

(1)便于日常静电负离子电极装置切换至另一块并行的光伏组件，且电负离子电极控制器的平移功能键，就是用于此切换环节。

(2)用于安放软刷和绕线装置，当静电负离子电极装置把灰尘污染物推送到组件下方边缘后，绕线装置带动软刷移动，可清理边缘灰尘污染物。

3-软刷，配合静电负离子电极工作，彻底清储组件表面灰尘；

4-绕线装置，配合静电负离子电极控制软刷在组件阵列表面移动；

因为静电负离子电极装置是沿光伏组件侧边的边沿移动作业的，把灰尘清理到组件下方边沿后，会产生堆积现象，此时需要清理边缘灰尘，以免影响发电效率。

工作原理：绕线装置的工作原理，其实就是拉绳位移传感器的应用。

安装时，绕线装置安装在固定位置上，正面的拉绳缚在软刷的右边，背面的拉绳以该装置为基点，横穿背面缚在拉绳的左面。拉绳直线运动和移动软刷运动轴线对准。

实现原理：把可拉伸的不锈钢绳绕在一个有螺纹的轮毂上，此轮毂上有一个精密旋转感应器与其连接。运动发生时，拉绳可实现伸展和收缩。一个内部弹簧保证拉绳的张紧度不变。带螺纹的轮毂带动精密旋转感应器旋转。例如当正面的拉绳收缩带动软刷向右移动，等软刷到达最右侧后，背面的拉绳又会逆向拉紧，拉动软刷向左移动，从而实现软刷复位。以软刷的左右移动轨迹，清理掉组件边缘堆积的灰尘。

5-导轨，为静电负离子电极在组件阵列上移动路线。

①无水清洗模式，避免水洗光伏组件自然风干后，在组件表面会形成水

渍，形成微型阴影遮挡，影响发电效率。且冬季使用水洗清洁，会产生冰层严重弱化组件的光学效应

②静电除尘工艺，无需用水，独特的设计不会形成二次污染，较高压清洗机相比，可节省大量水资源。

③不像其它类型清洁设备，无需再铺设轨道，利用光伏组件阵列自带边框作为轨道，成本低，现场安装施工方便。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，包括电极装置(1)、电极驱动装置(2)和清扫装置；电极驱动装置安装在光伏阵列的侧边上，电极装置(1)设置在电极驱动装置(2)上，电极驱动装置(2)带动电极装置(1)在光伏阵列表面上下移动；清扫装置设置在光伏阵列的底部边缘，用于清扫电极装置清扫下来的灰尘。

2.根据权利要求1所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，电极驱动装置(2)包括驱动电机(21)、驱动滚轮(22)和支架(23)；驱动电机安装在支架上，驱动电机的输出端连接驱动滚轮，两个支架对称扣设在光伏阵列边缘，电极装置(1)设置在两个支架之间，横跨设置在光伏阵列表面上方。

3.根据权利要求2所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，光伏阵列边缘设置为齿条状，驱动滚轮(22)为齿轮状，驱动滚轮啮合在齿条上。

4.根据权利要求2所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，支架(23)为U型支架。

5.根据权利要求1所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，电极装置(1)包括金属棒电极，金属棒电极外接电源。

6.根据权利要求1所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，清扫装置包括绕线装置(4)、导轨(5)和软刷(3)；导轨(5)设置在光伏阵列的底部边缘，绕线装置(4)设置在导轨(5)的一端，软刷(3)设置在导轨(5)上，绕线装置(4)通过连接线连接软刷(3)。

7.根据权利要求6所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，连接线分为两根，一根正向缠绕在绕线装置(4)上，另一根反向缠绕在绕线装置(4)上，正向的连接线从光伏阵列正面连接到软刷(3)，反向的连接线从光伏阵列背面连接到软刷(3)。

8.根据权利要求6所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，绕线装置(4)为圆筒状，绕线装置(4)连接有电机，电机用于绕线装置绕线，绕线装置(4)内部设置有拉紧弹簧，用于绕线装置(4)的复位。

9.根据权利要求6所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，其特征在于，导轨(5)连接多组光伏阵列。

10.一种光伏阵列静电负离子清灰装置的清灰方法，其特征在于，基于权利要求1至9任意一项所述的一种光伏阵列静电负离子清灰装置，包括：

电极装置通电，金属棒电极开始工作产生静电斥力；

启动电极驱动装置，驱动电机的正反转带动电极装置上下移动，通过静电斥力使光伏阵列表面的灰尘脱落，落入到光伏阵列底部；

启动绕线装置的电机，绕线装置转动使软刷沿着导轨来回移动，将灰尘扫落，然后通过内部弹簧复位。

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