CN116886039B - 光伏发电组件负离子除尘装置及除尘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光伏发电组件负离子除尘装置及除尘方法，除尘装置包括龙门架、行走轨道Ⅰ、行走轨道Ⅱ、负离子吹风机；龙门架固定设置有双平行的行走轨道Ⅰ；行走轨道Ⅱ两端通过行走机构与行走轨道Ⅰ连接；负离子吹风机构固定在滑块Ⅰ上，滑块Ⅰ设置在行走轨道Ⅱ上，负离子吹风机可沿行走轨道Ⅱ位移；光伏组件左右两端侧设置有可移动平行轨Ⅲ，行走轨道Ⅱ可通过可移动平行轨Ⅲ切换到临近横排的行走轨道Ⅰ上，本装置使用负离子吹风机作为吹扫风源，有效降低成本，且不会对光伏组件造成硬性接触避免损伤组件；位移驱动结构设计合理，轨道切换方便稳定，可以自动实现光伏组件面板的全面覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电设备领域，具体为一种发电组件负离子除尘装置及除尘方法。
背景技术
光伏电站普遍使用硅基太阳电池组件，这种组件对温度十分敏感，若灰尘在组件表面的积累，就会增大光伏组件的传热热阻，形成光伏组件上的隔热层，从而影响组件的散热。因此，对光伏组件面板的清理工作是十分必要，但现有的清理工作存在如下缺陷：
1、多采用人工清扫，清理工作频率高，尤其是我国北方光资源丰富，大型光伏电站多设置在西北地区，当地雾霾严重，多有沙尘天气，导致光伏组件上面的灰尘无时不在。据调研，通常情况下是每周除尘一次，遇到暴雪天气或沙尘天气等，则要随之变化，增加清洗频率，劳动强度非常大；
2、人工操作方式容易漏扫或清扫不均匀，清扫效果不理想，影响光伏组件发电效率；
3、清扫工具直接与光伏组件板面接触，导致镜面损坏情况时有发生；
4、市面上也出现了部分机械清扫装置，但是运行不平稳且无法完成整个光伏阵列的覆盖。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种代替人工清扫方式的光伏发电组件负离子除尘装置，可自动行走覆盖所有光伏组件阵列进行清扫操作，有效提高清理效率、降低清扫成本、适用多种场景的光伏组件面板。
为了实现上述目的，本发明专利采用的技术方案如下：
一种光伏发电组件负离子除尘装置，它包括龙门架、行走轨道Ⅰ、行走轨道Ⅱ、负离子吹风机；
龙门架架置在一排光伏组件上下两侧，龙门架固定设置有双平行的行走轨道Ⅰ；
行走轨道Ⅱ与行走轨道Ⅰ垂直，行走轨道Ⅱ两端通过行走机构与行走轨道Ⅰ连接,行走轨道Ⅱ可沿行走轨道Ⅰ位移；
负离子吹风机构固定在滑块Ⅰ上，滑块Ⅰ设置在行走轨道Ⅱ上，滑块Ⅰ与行走轨道Ⅱ组成直线模组Ⅰ，负离子吹风机可沿行走轨道Ⅱ位移；
行走轨道Ⅱ端部固定设置有蓄电池，蓄电池给负离子吹风机、行走机构、直线模组Ⅰ供电；
光伏组件左右两端侧设置有可移动平行轨Ⅲ，可移动平行轨Ⅲ可与临排的双平行行走轨道Ⅰ对接，行走轨道Ⅱ可通过可移动平行轨Ⅲ切换到临近横排的行走轨道Ⅰ上。
负离子吹风机通过内置风扇产生一定压力的高速气流，同时释放负离子，使得尘土和污垢离开光伏组件表面，以实现清洁的目的。上述的负离子吹风机可选用徕芬品牌型号为laifen SE的产品，电机转速高，风速大，吹风机口距离光伏组件小于等于0.3m。
行走机构可选用电动葫芦用跑车，例如选用鸿途盛品牌的微型葫芦电动跑车，通过电机驱动行走。
所述的直线模组Ⅰ为丝杠滑块形式，行走轨道内设置有旋转丝杠，端部设置有电机Ⅰ，电机Ⅰ旋转驱动滑块稳定在行走轨道Ⅱ上位移。
进一步地，行走轨道Ⅰ端部设置有双平行的行走轨道Ⅳ，行走轨道Ⅳ与行走轨道Ⅰ垂直，行走轨道Ⅳ设置有滑块Ⅱ，行走轨道Ⅳ与滑块Ⅱ构成直线模组Ⅱ，直线模组Ⅱ为丝杠滑块模式，其端部设置有电机Ⅱ，通过电机Ⅱ驱动滑块Ⅱ稳定再行走轨道Ⅳ上位移，可移动平行轨Ⅲ两端上部与滑块Ⅱ固定连接；
进一步地，可移动平行轨Ⅲ及行走轨道Ⅰ均为工字钢，两者截面尺寸相同，位置同高，当可移动平行轨Ⅲ随滑块位移到与行走轨道Ⅰ平齐时，两个轨道的端部对接成同一条轨道，方便行走机构位移通过。
进一步地，行走轨道Ⅱ端部固定设置有摄像头、控制器，控制器设置有通讯模块与远端服务器网络连接，摄像头拍摄数据可远传保存，远端操控人员可获取监控画面，对装置清扫质量、负离子吹风机的工作状态以及光伏组件是否破损进行监控。
进一步地，可移动平行轨Ⅲ、行走轨道Ⅳ设置有到位传感器，当感应到行走轨道Ⅱ到达可移动平行轨Ⅲ指定位置后，直线模组Ⅱ工作带动可移动平行轨Ⅲ及行走轨道Ⅱ位移，当可移动平行轨Ⅲ到位对齐下一排行走轨道Ⅰ后，直线模组Ⅱ停止工作，轨道完成切换。
进一步地，行走轨道Ⅱ通过轴承座设置有传动连杆Ⅰ，传动连杆Ⅰ两端分别通过齿轮与两端的行走机构的行走轮轴传动连接，实现两端行走机构的同步运动；所述的双平行行走轨道Ⅳ，两条丝杠通过直角减速箱、传动连杆Ⅱ完成同步运动，传动连杆Ⅱ两端通过直角减速箱的斜齿轮组完成变向同步传动。
一种利用上述光伏发电组件负离子除尘装置的光伏发电组件除尘方法，它包括以下步骤：
通过负离子吹风机对光伏组件上板面进行吹扫，负离子吹风机可沿行走轨道Ⅱ位移，在单块光伏组件竖向方向位移；
行走轨道Ⅱ可沿行走轨道Ⅰ进行横向位移，带动负离子吹风机在横向方向向一侧位移；
当负离子吹风机对该排光伏组件阵列完成清扫后，会到达该排光伏组件阵列端部，行走机构会带着行走轨道Ⅱ进入与该排对接的可移动平行轨Ⅲ，电机Ⅱ工作，带动可移动平行轨Ⅲ沿行走轨道Ⅳ向下一排光伏组件阵列位移；
待可移动平行轨Ⅲ与下一排的行走轨道Ⅰ对接后，行走机构带动行走轨道Ⅱ及负离子吹风机进入下一排的行走轨道Ⅰ，完成负离子吹风机的轨道切换；
行走轨道Ⅱ连带负离子吹风机完成第二排吹扫工作，到达第二排的另一端时，进行轨道切换，最终负离子吹风机以S形路线完成整个光伏整列的覆盖行走。
本发明的有益效果为：本技术方案的清扫***以空气为动力，使用负离子吹风机作为吹扫风源，有效降低成本，且不会对光伏组件造成硬性接触避免损伤组件；位移驱动结构设计合理，轨道切换方便稳定，可以自动实现光伏组件面板的全面覆盖；可以远程控制，整体自动化程度高，不仅可以完成清扫工作，还可以完成巡检工作。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
1-光伏组件,2-龙门架,3-行走轨道Ⅰ,4-行走轨道Ⅱ,5-负离子吹风机,6-行走机构,7-可移动平行轨Ⅲ,8-行走轨道Ⅳ,9-电机Ⅰ,10-电机Ⅱ,11-滑块Ⅱ,12-支撑架,13-蓄电池,14-摄像头,15-传动连杆Ⅰ。
实施方式
如附图1所示的一种光伏发电组件负离子除尘装置，它包括龙门架、行走轨道Ⅰ、行走轨道Ⅱ、负离子吹风机；
光伏组件纵横排列，分多排，每一排光伏组件均设置有龙门架及行走轨道Ⅰ，龙门架架置在每排光伏组件上下两侧，龙门架固定设置有双平行的行走轨道Ⅰ；
行走轨道Ⅱ与行走轨道Ⅰ垂直，行走轨道Ⅱ两端通过行走机构与行走轨道Ⅰ连接,行走轨道Ⅱ可沿行走轨道Ⅰ位移；
负离子吹风机构固定在滑块Ⅰ上，滑块Ⅰ设置在行走轨道Ⅱ上，滑块Ⅰ与行走轨道Ⅱ组成直线模组Ⅰ，负离子吹风机可沿行走轨道Ⅱ位移；
行走轨道Ⅱ端部固定设置有蓄电池，蓄电池给负离子吹风机、行走机构、直线模组Ⅰ供电，蓄电池可拆卸，方便进行更换或充电；
光伏组件左右两端侧设置有可移动平行轨Ⅲ，可移动平行轨Ⅲ可与临排的双平行行走轨道Ⅰ对接，行走轨道Ⅱ可通过可移动平行轨Ⅲ切换到临近横排的行走轨道Ⅰ上。
负离子吹风机通过内置风扇产生一定压力的高速气流，同时释放负离子，使得尘土和污垢离开光伏组件表面，以实现清洁的目的。上述的负离子吹风机可选用徕芬品牌型号为laifen SE的产品，电机转速高，风速大，吹风机口距离光伏组件小于等于0.3m。
行走机构可选用电动葫芦用跑车，例如选用鸿途盛品牌的微型葫芦电动跑车，通过电机驱动行走。
所述的直线模组Ⅰ为丝杠滑块形式，行走轨道内设置有旋转丝杠，端部设置有电机Ⅰ，电机Ⅰ旋转驱动滑块稳定在行走轨道Ⅱ上位移。
进一步地，行走轨道Ⅰ端部设置有双平行的行走轨道Ⅳ，行走轨道Ⅳ与行走轨道Ⅰ垂直，行走轨道Ⅳ设置有滑块Ⅱ，行走轨道Ⅳ与滑块Ⅱ构成直线模组Ⅱ，直线模组Ⅱ为丝杠滑块模式，其端部设置有电机Ⅱ，通过电机Ⅱ驱动滑块Ⅱ稳定再行走轨道Ⅳ上位移，可移动平行轨Ⅲ两端上部与滑块Ⅱ固定连接；
进一步地，可移动平行轨Ⅲ及行走轨道Ⅰ均为工字钢，两者截面尺寸相同，位置同高，当可移动平行轨Ⅲ随滑块位移到与行走轨道Ⅰ平齐时，两个轨道的端部对接成同一条轨道，方便行走机构位移通过。
进一步地，行走轨道Ⅱ端部固定设置有摄像头、控制器，控制器设置有通讯模块与远端服务器网络连接，摄像头拍摄数据可远传保存，远端操控人员可获取监控画面，对装置清扫质量、负离子吹风机的工作状态以及光伏组件是否破损进行监控；控制器型号可选三菱公司生产的MELSEC可编程控制器，分别与行走机构、负离子吹风机、蓄电池、电机Ⅰ等连接。
该装置还可用于整个光伏阵列的安全巡检工作。
进一步地，可移动平行轨Ⅲ、行走轨道Ⅳ设置有到位传感器，当感应到行走轨道Ⅱ到达可移动平行轨Ⅲ指定位置后，行走机构停止工作，直线模组Ⅱ工作带动可移动平行轨Ⅲ及行走轨道Ⅱ位移，当可移动平行轨Ⅲ到位对齐下一排行走轨道Ⅰ后，直线模组Ⅱ停止工作，轨道完成切换。
进一步地，行走轨道Ⅱ通过轴承座设置有传动连杆Ⅰ，传动连杆Ⅰ两端分别通过齿轮与两端的行走机构的行走轮轴传动连接，实现两端行走机构的同步运动；所述的双平行行走轨道Ⅳ，两条丝杠通过直角减速箱、传动连杆Ⅱ完成同步运动，传动连杆Ⅱ两端通过直角减速箱的斜齿轮组完成变向同步传动。
一种利用上述光伏发电组件负离子除尘装置的光伏发电组件除尘方法，它包括以下步骤：
通过负离子吹风机对光伏组件上板面进行吹扫，负离子吹风机可沿行走轨道Ⅱ位移，在单块光伏组件竖向方向位移；
行走轨道Ⅱ可沿行走轨道Ⅰ进行横向位移，带动负离子吹风机在横向方向向一侧位移；
当负离子吹风机对该排光伏组件阵列完成清扫后，会到达该排光伏组件阵列端部，行走机构会带着行走轨道Ⅱ进入与该排对接的可移动平行轨Ⅲ，电机Ⅱ工作，带动可移动平行轨Ⅲ沿行走轨道Ⅳ向下一排光伏组件阵列位移；
待可移动平行轨Ⅲ与下一排的行走轨道Ⅰ对接后，行走机构带动行走轨道Ⅱ及负离子吹风机进入下一排的行走轨道Ⅰ，完成负离子吹风机的轨道切换；
行走轨道Ⅱ连带负离子吹风机完成第二排吹扫工作，到达第二排的另一端时，进行轨道切换，最终负离子吹风机以S形路线完成整个光伏整列的覆盖行走。
本发明的有益效果为：本技术方案的清扫***以空气为动力，使用负离子吹风机作为吹扫风源，有效降低成本，且不会对光伏组件造成硬性接触避免损伤组件；位移驱动结构设计合理，轨道切换方便稳定，可以自动实现光伏组件面板的全面覆盖；可以远程控制，整体自动化程度高，不仅可以完成清扫工作，还可以完成巡检工作。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种光伏发电组件负离子除尘装置，其特征在于：它包括龙门架、行走轨道Ⅰ、行走轨道Ⅱ、负离子吹风机；
龙门架架置在一排光伏组件上下两侧，龙门架固定设置有双平行的行走轨道Ⅰ；
行走轨道Ⅱ与行走轨道Ⅰ垂直，行走轨道Ⅱ两端通过行走机构与行走轨道Ⅰ连接,行走轨道Ⅱ可沿行走轨道Ⅰ位移；
负离子吹风机构固定在滑块Ⅰ上，滑块Ⅰ设置在行走轨道Ⅱ上，滑块Ⅰ与行走轨道Ⅱ组成直线模组Ⅰ，负离子吹风机可沿行走轨道Ⅱ位移；
行走轨道Ⅱ端部固定设置有蓄电池，蓄电池给负离子吹风机、行走机构、直线模组Ⅰ供电；
光伏组件左右两端侧设置有可移动平行轨Ⅲ，可移动平行轨Ⅲ可与本排和临排的双平行行走轨道Ⅰ对接，行走轨道Ⅱ可通过可移动平行轨Ⅲ切换到临近横排的行走轨道Ⅰ上；
行走轨道Ⅰ端部设置有双平行的行走轨道Ⅳ，行走轨道Ⅳ与行走轨道Ⅰ垂直，行走轨道Ⅳ设置有滑块Ⅱ，行走轨道Ⅳ与滑块Ⅱ构成直线模组Ⅱ，直线模组Ⅱ为丝杠滑块模式，其端部设置有电机Ⅱ，通过电机Ⅱ驱动滑块Ⅱ稳定再行走轨道Ⅳ上位移，可移动平行轨Ⅲ两端上部与滑块Ⅱ固定连接；
可移动平行轨Ⅲ、行走轨道Ⅳ设置有到位传感器，当感应到行走轨道Ⅱ到达可移动平行轨Ⅲ指定位置后，直线模组Ⅱ工作带动可移动平行轨Ⅲ及行走轨道Ⅱ位移，当可移动平行轨Ⅲ到位对齐下一排行走轨道Ⅰ后，直线模组Ⅱ停止工作。
2.根据权利要求1所述的光伏发电组件负离子除尘装置，其特征在于：负离子吹风机的吹风机口距离光伏组件小于等于0.3m。
3.根据权利要求1所述的光伏发电组件负离子除尘装置，其特征在于：行走机构选用电动葫芦用跑车。
4.根据权利要求1所述的光伏发电组件负离子除尘装置，其特征在于：所述的直线模组Ⅰ为丝杠滑块形式，行走轨道Ⅱ设置有旋转丝杠，端部设置有电机Ⅰ，电机Ⅰ旋转驱动滑块Ⅰ稳定在行走轨道Ⅱ上位移。
5.根据权利要求1所述的光伏发电组件负离子除尘装置，其特征在于：可移动平行轨Ⅲ及行走轨道Ⅰ两者截面尺寸相同，位置同高，当可移动平行轨Ⅲ随滑块Ⅱ位移到与行走轨道Ⅰ平齐时，两个轨道的端部对接成同一条轨道，方便行走机构位移通过。
6.根据权利要求1所述的光伏发电组件负离子除尘装置，其特征在于：行走轨道Ⅱ端部固定设置有摄像头、控制器，控制器设置有通讯模块与远端服务器网络连接。
7.根据权利要求1所述的光伏发电组件负离子除尘装置，其特征在于：行走轨道Ⅱ通过轴承座设置有传动连杆Ⅰ，传动连杆Ⅰ两端分别通过齿轮与两端的行走机构的行走轮轴传动连接。
8.一种利用上述权利要求1-7任一所述的光伏发电组件负离子除尘装置的光伏发电组件除尘方法，其特征在于：它包括以下步骤：
通过负离子吹风机对光伏组件上板面进行吹扫，负离子吹风机可沿行走轨道Ⅱ位移，在单块光伏组件竖向方向位移；
行走轨道Ⅱ可沿行走轨道Ⅰ进行横向位移，带动负离子吹风机在横向方向向一侧位移；
当负离子吹风机对一排光伏组件阵列完成清扫后，会到达该排光伏组件阵列端部，行走机构会带着行走轨道Ⅱ进入与该排对接的可移动平行轨Ⅲ，电机Ⅱ工作，带动可移动平行轨Ⅲ沿行走轨道Ⅳ向下一排光伏组件阵列位移；
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