CN208623620U - 分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机，其包括无人机模块、驱动控制模块、清洁模块、定位模块和摄像模块，无人机模块由无人机主体、图像采集设备和供电通信设备构成；驱动控制模块由驱动机体、控制装置和CPU组成；清洁模块由侧向毛刷、中部吸水海绵、小型水箱和喷水嘴组成；定位模块由沿边传感器和平整传感器组成；摄像模块由正视摄像头和下视摄像头组成。本实用新型可以自动启动、自动巡航、定点自动降落、自动移动清洁光伏组件、自动判断是否已经清洁完成、自动起飞进行下一户光伏组件清洁，同时具备断点续航功能，可以在电量低的情况下返回充电，完成充电后继续清洁，从而实现了对分布式光伏电站进行了少人操作和无人清洁。
Description
技术领域：
本实用新型涉及太阳能光伏电站领域，特别涉及一种适用于分布式屋顶及各类不易清洁的光伏发电站用的无人机式清洁机。
背景技术：
经过光伏行业的不断发展，大型集中式光伏电站的开发已经进入瓶颈阶段，分布式光伏电站、村级光伏电站、农光互补型光伏电站将会成为发展趋势，光伏电站将从“无人区”“少人区”进入到人口密集、流动性大的城市、村庄和工厂，致使分布式光伏已经成为行业主流。
光伏作为太阳能发电，制约发电的最大因素是天气的状况，制约发电的次要因素则是人力所能控制的，除了避免电气设备故障带来的损失光伏面板的清洗。光伏组件表面的污浊粘附在电池板表面，而且在电池板表面形成阴影，在光伏组件局部产生热斑效应，进而影响发电效率。而作为分布式光伏发电电站，如何快速、高效、安全的对发电单元(光伏组件)的进行清洁，则成为了保证光伏发电发挥稳定效率的必要手段。
发明内容：
本实用新型的目的在于针对现有各类屋顶类及其他不易清洁光伏组件的光伏电站，提供一种可以少人操作，无人清洁的由智能无人飞机组成的无人机式清洁机。
为达到上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
一种分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机，包括无人机模块、驱动控制模块、清洁模块、定位模块和摄像模块，其中：无人机模块主要由无人机主体、安装在无人机主体上的图像采集设备和供电通信设备构成；驱动控制模块由驱动机体、控制装置和CPU组成，驱动机体设置安装在无人机主体的下端，内部由控制装置连接CPU及其他各个模块；清洁模块由侧向毛刷、中部吸水海绵、小型水箱和喷水嘴组成，侧向毛刷对称安装于无人机主体的下端两侧，中部吸水海绵设置在驱动机体的下端，小型水箱安装在无人机主体的上端，喷水嘴一端与小型水箱相通，另一端通入中部吸水海绵内至驱动机体下端；定位模块由沿边传感器和平整传感器组成，沿边传感器和平整传感器设置在驱动机体内；摄像模块主要由正视摄像头和下视摄像头组成，正视摄像头安装在无人机主体的下端，下视摄像头安装在无人机主体的侧面。
上述无人机模块通过无人机的GPS、WIFI和空中停靠功能，可以将清洗机带至装有光伏电站的屋顶上，通过实现设定好的巡航模式，无人机可以在每一个房屋屋顶降落，待清洗机完成清洁后，飞往下一个房屋。
上述驱动控制模块设置作为清洁机的核心，由控制装置连接各个模块，控制无人机的起飞和降落，在降落后由驱动机体驱动清洁机在光伏板表面的移动，驱动机的移动滚轮尺寸大于20mm，以保证可以顺利通过两块组件的缝隙。
上述清洁模块在清洁机降落后，根据控制装置指挥开始对光伏组件进行清扫和擦拭，在移动到不能平滑通过的地方，由控制装置控制水箱和喷水嘴向组件表面喷水，水箱中装有清洗剂，每次喷水时间不超过2秒。
上述定位模块通过沿边传感器和平整传感器，确定清洁机移动到光伏组件的哪个位置，沿边传感器会确定是否到光伏组件边缘，平整传感器会对光伏组件边沿30mm位置进行检测，确定30mm以外范围是否存在与本平面高度一致的平面。若有则清洁机将通过该边缘的间隙继续清洁，若没有则会判定已将到该房屋光伏组件最边缘，在完成一个房屋整体光伏组件的清洁后，定位模块将会给控制驱动模块回传信息，控制驱动模块的CPU将停止驱动机行动，启动无人机飞往下一个房屋。
上述摄像模块由两个摄像头组成，一个摄像头作为无人机飞行航拍摄像头，可以在无人机飞行过程中记录飞行位置，另外一个摄像头装在无人机侧面，用于在清洁机清洁过程中的行程记录。
进一步地，上述分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机在确定无人飞机电量低的情况下，将自动返程，飞往充电桩位置，落地后，通过驱动控制模块内的充能蓄电池前往充电桩位置，进行充电。
本实用新型的有益效果：
本实用新型分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机可以自动启动、自动巡航、定点自动降落、自动移动清洁光伏组件、自动判断是否已经清洁完成、自动起飞进行下一户光伏组件清洁，同时具备断点续航功能，可以在电量低的情况下返回充电，完成充电后继续清洁，且可以按周期的实现屋顶光伏组件清洁，从而实现了对屋顶光伏电站的光伏组件进行少人操作和无人清洁。经过测算，采用本实用新型的清洁机清洁后的光伏电站发电量可以比原有的提高3～5％，能够有效地保障和提高屋顶光伏发电站的发电量。
附图说明：
图1是本实用新型分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机的正视图；
图2是本实用新型分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机的仰视图；
图3是本实用新型分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机的侧视图；
图4是本实用新型分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机***流程图；
图中：1-无人机主体，2-驱动机体，3-侧向毛刷，4-中部吸水海绵，5-小型水箱，6-喷水嘴，7-沿边传感器和平整传感器，8-下视摄像头，9-正视摄像头。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。
如图1～3所示，一种分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机，包括无人机模块、驱动控制模块、清洁模块、定位模块和摄像模块，其中：无人机模块主要由无人机主体1、安装在无人机主体1上的图像采集设备和供电通信设备构成；驱动控制模块由驱动机体2、控制装置和CPU组成，驱动机体2设置安装在无人机主体1的下端，内部由控制装置连接CPU及其他各个模块；清洁模块由侧向毛刷3、中部吸水海绵4、小型水箱5和喷水嘴6组成，侧向毛刷3对称安装于无人机主体1的下端两侧，中部吸水海绵4设置在驱动机体2的下端，小型水箱5安装在无人机主体1的上端，喷水嘴6一端与小型水箱5相通，另一端通入中部吸水海绵4内至驱动机体2下端；定位模块由沿边传感器和平整传感器7组成，沿边传感器和平整传感器7设置在驱动机体2内；摄像模块主要由正视摄像头9和下视摄像头8组成，正视摄像头9安装在无人机主体1的下端，下视摄像头8安装在无人机主体1的侧面。
实际操作过程：参见图4，为上述分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机***流程图：
(1)设定上述清洁机***，录入航线和起降地点，即通过无人机的GPS、WIFI和空中停靠功能设定好巡航模式，***自检通过后将清洁机带至装有光伏电站的屋顶上，无人机在每一个房屋屋顶降落，待清洗机完成清洁后，飞往下一个房屋；
(2)当清洁机降落到待清洗装有光伏电站的屋顶上时，***开始清洁光伏组件，由驱动机体2驱动清洁机在光伏板表面移动，待边缘检测确定为清洁面边缘位置后，驱动机的移动滚轮可以转移方向进行两块组件缝隙的清洁；
(3)清洁时，根据控制装置指挥开始对光伏组件进行清扫和擦拭，在移动到不能平滑通过的地方，由控制装置控制小型水箱5和喷水嘴6向组件表面喷水，小型水箱中装有清洗剂，每次喷水时间不超过2秒；
(4)清洁定位时，通过沿边传感器和平整传感器7确定清洁机移动到光伏组件的哪个位置，沿边传感器确定是否到光伏组件边缘，平整传感器对光伏组件边沿30mm位置进行检测，确定30mm以外范围是否存在与本平面高度一致的平面；若有则清洁机将通过该边缘的间隙继续清洁，若没有则判定已将到该房屋光伏组件最边缘；
(5)完成清洁后，在完成一个房屋整体光伏组件的清洁后，定位模块给控制驱动模块回传信息，控制驱动模块的CPU将停止驱动机行动，启动无人机飞往下一个房屋；
(6)无人机起飞至下一个清洁点的位置时，在确定无人飞机电量低的情况下，将自动返程，飞往充电桩位置，落地后，通过驱动控制模块前往充电桩位置，进行充电；
(7)待充电完成后，确定待清洁的清洁点是否完成所有清洁，若无则结束整个清洁工作，若有继续前往下一个点进行清洁。
Claims (3)
1.一种分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机，其特征在于：包括无人机模块、驱动控制模块、清洁模块、定位模块和摄像模块，其中：所述无人机模块主要由无人机主体(1)、安装在无人机主体(1)上的图像采集设备和供电通信设备构成；所述驱动控制模块由驱动机体(2)、控制装置和CPU组成，驱动机体(2)设置安装在无人机主体(1)的下端，内部由控制装置连接CPU及其他各个模块；所述清洁模块由侧向毛刷(3)、中部吸水海绵(4)、小型水箱(5)和喷水嘴(6)组成，侧向毛刷(3)对称安装于无人机主体(1)的下端两侧，中部吸水海绵(4)设置在驱动机体(2)的下端，小型水箱(5)安装在无人机主体(1)的上端，喷水嘴(6)一端与小型水箱(5)相通，另一端通入中部吸水海绵(4)内至驱动机体(2)下端；所述定位模块由沿边传感器和平整传感器(7)组成，沿边传感器和平整传感器(7)设置在驱动机体(2)内；所述摄像模块主要由正视摄像头(9)和下视摄像头(8)组成，正视摄像头(9)安装在无人机主体(1)的下端，下视摄像头(8)安装在无人机主体(1)的侧面。
2.根据权利要求1所述的分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机，其特征在于：所述驱动机体(2)上安装有移动滚轮，其尺寸大于20mm，以保证顺利通过两块组件的缝隙。
3.根据权利要求1所述的分布式光伏电站清洁用无人机式清洁机，其特征在于：所述驱动控制模块内还设有充能蓄电池，以通过充电桩进行充电。
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