CN207981675U - 一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的是提供一种结构简单、制作成本低、依靠自然风力进行自动清扫的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，包括风力驱动机构、循环轨道机构、与循环轨道机构相适配的滑动机构以及清扫机构，风力驱动机构驱使滑动机构在循环轨道上往复运行，滑动机构连接并驱动清扫机构往复运行以进行自动清扫面板表面。

Description

一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置

技术领域

本实用新型涉及太阳能光伏组件清扫领域，尤其涉及一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置。

背景技术

光伏发电是一种前景非常广阔的清洁能源，我国目前太阳能发电装机容量已达到1亿千瓦。然而，室外的太阳能光伏面板很容易受到灰尘污染，导致通光量下降，若不加以清扫则会导致发电量降低8％甚至更多。目前，光伏电站的主要应对措施以人工清洗为主，尤其是在西北、华北等半干旱地区，每年至少清洗8～10次，每次清洗需耗时一周左右，每年耗费人力、物力的总量较大，对企业而言，其维护成本是较高的。

由于光伏组件实际始终处于污染、清洁、再污染的波动状态，不能持续保持最佳发电效率，因此非常有必要对现有清扫手段进行革新，使人工间歇清扫模式转变为连续自动清扫模式。

现在市场上已有几种光伏面板的自动清扫装置，比如，清扫机器人或特种清扫车辆等，其结构比较复杂，且无法保障在复杂地形、风沙雨雪、冷热无常的室外环境中保持装置长期稳定运行。

本领域技术人员期待创设一种简单、可靠、自动、廉价的光伏面板清扫装置，以实现在产业上的推广、应用。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种结构简单、制作成本低、依靠自然风力进行自动清扫的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置。

本实用新型的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，包括风力驱动机构、循环轨道机构、与所述循环轨道机构相适配的滑动机构以及清扫机构，所述风力驱动机构驱使滑动机构在循环轨道上往复运行，所述滑动机构连接并驱动清扫机构往复运行以进行自动清扫面板表面。

进一步的，所述循环轨道机构包括竖向支撑架和设于支撑架中部的扁圆轨道，所述扁圆轨道的内环侧形成有内环齿道；所述滑动机构包括悬挂箱、主传动轴、行进齿轮以及与扁圆轨道滑动适配的一对滑件，所述悬挂箱的上侧两端分别与一对滑件相连接以使得悬挂箱挂装于扁圆轨道上，所述主传动轴横向贯穿于悬挂箱上，所述行进齿轮固连于主传动轴上以实现同步转动，所述行进齿轮与扁圆轨道的内环齿道相啮合以进行环形运动；所述主传动轴的一端与风力驱动机构相连接、另一端与清扫机构相连接。

进一步的，所述滑件是定轨轮，所述扁圆轨道的前、后两侧沿着内环齿道分别设置有与一对定轨轮相适配的凹型滑槽。

进一步的，所述风力驱动机构包括固定于悬挂箱前侧的第一传动箱以及第一转动轴、风桨、第一蜗杆，所述主传动轴的前端横向穿入第一传动箱内且该前端固定有第二蜗轮，所述风桨设于第一转动轴的一端，所述第一转动轴的另一端穿入第一传动箱内并与第一蜗杆相固定，所述第一传动箱内安装有第二转动轴，所述第二转动轴的两端分别固定有第一蜗轮和第二蜗杆，所述第一蜗轮与第一蜗杆相啮合，所述第二蜗杆与第二蜗轮啮合，以实现风桨的动力输出至主传动轴上。

进一步的，所述清扫机构包括连接在主传动轴后侧的第二传动箱、安装于第二传动箱内的第三蜗轮、主动轮组件和从动轮组件，所述第二传动箱与悬挂箱之间留有间隙；所述主传动轴的后端横向穿入第二传动箱内且该后端固定有第三蜗杆，所述第三蜗杆与第三蜗轮相啮合；所述主动轮组件包括加速齿轮、第一带轮以及同轴固定加速齿轮和第一带轮的第三转动轴，且所述第三转动轴将加速齿轮、第一带轮分别安装于第二传动箱的内、外两侧，所述加速齿轮与第三蜗轮相啮合；所述从动轮组件包括一对脚架和设置在一对脚架之间的滑杆，所述滑杆上滑动适配有第二带轮，所述第二带轮和第一带轮之间连接有清扫带。

进一步的，所述第二传动箱上开设有供第三转动轴穿过的扇形轴槽，扇形轴槽的槽口边缘设置有第三转动轴适配的滑道，所述扇形轴槽的圆心与第三蜗轮的轴心相重合，所述第二传动箱顶部与第三转动轴之间连接有压缩弹簧以使得第一带轮上的清扫带与面板相轻触。

进一步的，所述清扫带为绒线，所述绒线的材质为棉、麻、毛、涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、氨纶、氟纶或混纺，所述绒线的直径为1.5-8.5mm。

进一步的，还包括设置于主传动轴上的离心限速器。

进一步的，所述离心限速器包括固定于第一转动轴上的连接环，所述连接环的相对两侧分别设置有V型弹杆，每个V型弹杆的外端头连接有重力球，所述离心限速器设置有保护壳，且所述保护壳固定于第一传动箱前侧，且所述保护壳固定于第一传动箱前侧，保护壳内侧壁上设置有环形摩擦片，第一转动轴到环形摩擦片的半径距离略小于V型弹杆的完全伸展长度。

进一步的，所述第二传动箱的下部通过弹力件连接有一对支撑脚轮。

借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：一、利用自然风力实现连续自动清扫模式，实现低成本、高效率清扫光伏面板的目的；二、循环轨道机构的扁圆轨道与滑动机构的行进齿轮相配合，组成了整个装置的移动组件，齿轮啮合的结合方式保证了行走的稳定性和持续性；三、主动轮组件和从动轮组件的拉动配合，促使清扫带有效的拂过光伏面板，高效率的清扫灰尘；四、本实用新型使用的清扫带为绒线，绒线质轻且径细，有效清扫的同时不会遮挡光伏面板，不仅不会影响发电率，而且会保证稳定的高发电率；四、离心限速器的设计，可保障装置在恶劣、强风环境下，***运行速度保持平稳。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本实用新型的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置的结构示意图；

图2是图1的纵向剖视图；

图3是图2中的第二传动箱(略去加速齿轮)的结构示意图；

图4是图2中的第二传动箱的俯视剖面图；

图5是本实用新型的第二传动箱的工作状态图(装置处于扁圆轨道的上轨道)；

图6是本实用新型的第二传动箱的工作状态图(装置处于扁圆轨道的下轨道)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1-4，本实用新型一较佳实施例的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，利用自然风力全年不间断清扫太阳能光伏面板10表面，包括风力驱动机构2、循环轨道机构、与循环轨道机构相适配的滑动机构以及清扫机构，风力驱动机构2驱使滑动机构在循环轨道上往复运行，滑动机构连接并驱动清扫机构往复运行以进行自动清扫面板10表面。

一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置的循环轨道机构包括竖向支撑架9 和设于支撑架9中部的扁圆轨道91，扁圆轨道91的内环侧形成有内环齿道，竖向支撑架9垂直固定于光伏面板10前侧边缘，且扁圆轨道91的上、下轨道与光伏面板10上表面相平行，扁圆轨道91的长度约等于光伏面板10的宽度以实现全覆盖式清扫；滑动机构包括悬挂箱1、主传动轴3、行进齿轮12以及与扁圆轨道91滑动适配的一对滑件11，悬挂箱1的上侧两端分别与一对滑件11相连接以使得悬挂箱1挂装于扁圆轨道91上，主传动轴3横向贯穿于悬挂箱1上，行进齿轮12固连于主传动轴3上以实现同步转动，行进齿轮12与扁圆轨道91 的内环齿道相啮合以进行环形运动；主传动轴3的一端与风力驱动机构2相连接、另一端与清扫机构相连接。优选，滑件11是定轨轮，扁圆轨道91的前、后两侧沿着内环齿道分别设置有与一对定轨轮相适配的凹型滑槽，一对凹型滑槽呈对称设置以组成外圈轨道。

一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置的风力驱动机构2包括固定于悬挂箱1前侧的第一传动箱4以及第一转动轴22、风桨21、第一蜗杆41，主传动轴 3的前端横向穿入第一传动箱4内且该前端固定有第二蜗轮44，风桨21设于第一转动轴22的一端，第一转动轴22的另一端穿入第一传动箱4内并与第一蜗杆41相固定，第一转动轴22和第一蜗杆41为一体成型结构以形成一级蜗杆，第一传动箱4内安装有第二转动轴，第二转动轴的两端分别固定有第一蜗轮42 和第二蜗杆43，第二转动轴和第二蜗杆43为一体成型结构以形成二级蜗杆，第一蜗轮42与第一蜗杆41相啮合，第一蜗轮42与第一蜗杆41的传动比为10～50，第二蜗杆43与第二蜗轮44啮合，第二蜗杆43与第二蜗轮44的传动比为10～50，以实现风桨21的动力稳定输出至主传动轴3上，无论风向如何变化，风桨21 正传或反转，行进齿轮12均能带动整个装置沿内环齿道做左右运动或循环运动。

一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置的清扫机构包括连接在主传动轴3 后侧的第二传动箱5、安装于第二传动箱5内的第三蜗轮52、主动轮组件和从动轮组件6，所述第二传动箱5与悬挂箱1之间留有间隙，这样第二传动箱5不会随着悬挂箱1的翻转而翻转，进一步保障主动轮组件不跟随翻转，从而避免绞线的情况发生；主传动轴3的后端横向穿入第二传动箱5内且该后端固定有第三蜗杆51，第三蜗杆51与第三蜗轮52相啮合；第三蜗杆与第三蜗轮的传动比为10～15；主动轮组件包括加速齿轮53、第一带轮55以及同轴固定加速齿轮 53和第一带轮55的第三转动轴，且第三转动轴将加速齿轮53、第一带轮55分别安装于第二传动箱5的内、外两侧，第一带轮直径为加速齿轮直径的5～8倍；加速齿轮53与第三蜗轮52相啮合；第三蜗轮直径为加速齿轮直径的2～4倍；从动轮组件6包括一对脚架61和设置在一对脚架61之间的滑杆，滑杆平行于光伏面板10的后侧边缘，滑杆上滑动适配有第二带轮62，第二带轮62和第一带轮55之间连接有清扫带7，第一带轮55拉动清扫带7运动，清扫带7运动同时带动第二带轮62移动，这样设计的清扫带7可拂过光伏面板10以进行往复自动清扫。优选的，清扫带7为绒线，绒线的材质为棉、麻、毛、涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、氨纶、氟纶或混纺，绒线的直径为1.5-8.5mm，绒线的长度约等于或略大于光伏面板10的长度。第二传动箱5上开设有供第三转动轴穿过的扇形轴槽56，扇形轴槽56的槽口边缘设置有第三转动轴适配的滑道，扇形轴槽56 的圆心与第三蜗轮52的轴心相重合，第二传动箱5顶部与第三转动轴之间连接有压缩弹簧54以使得第一带轮55上的清扫带7与面板10相轻触，第三转动轴上套接有T型套管，压缩弹簧的下端头与T型套管的竖向管头相固定。优选的，第二传动箱5的下部通过弹力件58连接有一对支撑脚轮57，弹力件优选薄钢片，支撑脚轮57为单向轮，且一对单向轮呈左右对称的固定于第二传动箱5下方，参见图5，滑动机构在扁圆轨道91的上轨道运行时，一对弹力件58的夹角较小，参见图6，滑动机构在扁圆轨道91的下轨道运行时，在压力作用下，一对弹力件58的夹角增大小，设置弹力件和单向轮是用于防止清扫机构移动时出现扭转。

一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置还包括设置于第一转动轴22上的离心限速器8，离心限速器8同轴固定于风桨21的后方，所述离心限速器8包括固定于第一转动轴22上的连接环，所述连接环的相对两侧分别设置有V型弹杆，每个V型弹杆的外端头连接有重力球，所述离心限速器8设置有保护壳，且所述保护壳固定于第一传动箱4前侧。保护壳内侧壁上设置有环形摩擦片，第一转动轴22到环形摩擦片的半径距离略小于V型弹杆的完全伸展长度，离心限速器8在风速过大时可限制风桨转速过高而出现飞车现象。

本实用新型的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置的设计以简单、可靠、自动、廉价为出发点，在昼夜温差大、缺水、多风沙的华北、西北地区，几乎每天都有不同时段、不同方向的自然风可以利用，可长期进行往复循环的清扫工作，该装置的消耗品仅为廉价、干净的清扫带7，使用成本较低，适宜推广应用。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，用于清扫面板(10)表面，其特征在于：包括风力驱动机构(2)、循环轨道机构、与所述循环轨道机构相适配的滑动机构以及清扫机构，所述风力驱动机构(2)驱使滑动机构在循环轨道上往复运行，所述滑动机构连接并驱动清扫机构往复运行以进行自动清扫面板(10)表面。

2.根据权利要求1所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述循环轨道机构包括竖向支撑架(9)和设于支撑架(9)中部的扁圆轨道(91)，所述扁圆轨道(91)的内环侧形成有内环齿道；

所述滑动机构包括悬挂箱(1)、主传动轴(3)、行进齿轮(12)以及与扁圆轨道(91)滑动适配的一对滑件(11)，所述悬挂箱(1)的上侧两端分别与一对滑件(11)相连接以使得悬挂箱(1)挂装于扁圆轨道(91)上，所述主传动轴(3)横向贯穿于悬挂箱(1)上，所述行进齿轮(12)固连于主传动轴(3)上以实现同步转动，所述行进齿轮(12)与扁圆轨道(91)的内环齿道相啮合以进行环形运动；所述主传动轴(3)的一端与风力驱动机构(2)相连接、另一端与清扫机构相连接。

3.根据权利要求2所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述滑件(11)是定轨轮，所述扁圆轨道(91)的前、后两侧沿着内环齿道分别设置有与一对定轨轮相适配的凹型滑槽。

4.根据权利要求2所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述风力驱动机构(2)包括固定于悬挂箱(1)前侧的第一传动箱(4)以及第一转动轴(22)、风桨(21)、第一蜗杆(41)，所述主传动轴(3)的前端横向穿入第一传动箱(4)内且该前端固定有第二蜗轮(44)，所述风桨(21)设于第一转动轴(22)的一端，所述第一转动轴(22)的另一端穿入第一传动箱(4)内并与第一蜗杆(41)相固定，所述第一传动箱(4)内安装有第二转动轴，所述第二转动轴的两端分别固定有第一蜗轮(42)和第二蜗杆(43)，所述第一蜗轮(42)与第一蜗杆(41)相啮合，所述第二蜗杆(43)与第二蜗轮(44)啮合，以实现风桨(21)的动力输出至主传动轴(3)上。

5.根据权利要求2或4所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述清扫机构包括连接在主传动轴(3)后侧的第二传动箱(5)、安装于第二传动箱(5)内的第三蜗轮(52)、主动轮组件和从动轮组件(6)，所述第二传动箱(5)与悬挂箱(1)之间留有间隙；

所述主传动轴(3)的后端横向穿入第二传动箱(5)内且该后端固定有第三蜗杆(51)，所述第三蜗杆(51)与第三蜗轮(52)相啮合；所述主动轮组件包括加速齿轮(53)、第一带轮(55)以及同轴固定加速齿轮(53)和第一带轮(55)的第三转动轴，且所述第三转动轴将加速齿轮(53)、第一带轮(55)分别安装于第二传动箱(5)的内、外两侧，所述加速齿轮(53)与第三蜗轮(52)相啮合；

所述从动轮组件(6)包括一对脚架(61)和设置在一对脚架(61)之间的滑杆，所述滑杆上滑动适配有第二带轮(62)，所述第二带轮(62)和第一带轮(55)之间连接有清扫带(7)。

6.根据权利要求5所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述第二传动箱(5)上开设有供第三转动轴穿过的扇形轴槽(56)，扇形轴槽(56)的槽口边缘设置有第三转动轴适配的滑道，所述扇形轴槽(56)的圆心与第三蜗轮(52)的轴心相重合，所述第二传动箱(5)顶部与第三转动轴之间连接有压缩弹簧(54)以使得第一带轮(55)上的清扫带(7)与面板(10)相轻触。

7.根据权利要求5所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述清扫带(7)为绒线，所述绒线的材质为棉、麻、毛、涤纶、腈纶、锦纶、丙纶、氨纶、氟纶或混纺，所述绒线的直径为1.5-8.5mm。

8.根据权利要求2或3或4或6所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：还包括设置于主传动轴(3)上的离心限速器(8)。

9.根据权利要求8所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述离心限速器(8)包括固定于第一转动轴(22)上的连接环，所述连接环的相对两侧分别设置有V型弹杆，每个V型弹杆的外端头连接有重力球；所述离心限速器(8)设置有保护壳，且所述保护壳固定于第一传动箱(4)前侧，保护壳内侧壁上设置有环形摩擦片，第一转动轴(22)到环形摩擦片的半径距离略小于V型弹杆的完全伸展长度。

10.根据权利要求5所述的一种依靠风力驱动清扫光伏面板的装置，其特征在于：所述第二传动箱(5)的下部通过弹力件(58)连接有一对支撑脚轮(57)。