一种太阳能板自清洁支架的制作方法

本发明属于太阳能组件技术领域，更为具体地讲，涉及一种太阳能板自清洁支架。

背景技术：

太阳能板长期放置于野外，不可避免地会堆积灰尘、落叶甚至塑料袋等杂物，北方地区还容易覆盖积雪。灰尘或堆积物会造成透光率降低或局部遮挡，轻则使得发电效率严重降低，重则会造成局部过热甚至烧毁太阳能板组件。

常用的太阳能板自动清洁装置多是基于电动清洁装置，采用电动装置为太阳能板扫雪、吹灰，如2018年07月13日授权公告的、公告号为cn207612239u、名称为“一种除尘防积雪跟踪式太阳能光伏支架”的实用新型专利，包括底座，所述底座的顶部中间设置有支柱，所述支柱的左右两侧均设置有支架，且支架的底部设置在底座上，所述支柱的顶部设置有旋转装置，所述旋转装置顶部设置有支撑板，所述支撑板顶部的前后两侧均设置有滑道，所述支撑板顶部中间设置有太阳能板，所述支撑板顶部的左侧设置有刮雪装置，所述支撑板顶部右侧安装有九组结构相同的支撑台，所述支撑台的顶部设置有吹风机，通过刮雪装置来进行除雪，使得太阳能光伏支架保持整洁，不会被雪覆盖，吹风机能够将附着在太阳能光伏支架上的灰尘给吹掉，从而达到除尘防积雪的效果。

也有利用控制系统进行加热，加大太阳能板倾斜角的方式除雪，如2018年08月26日授权公告的、公告号为cn207543057u、名称为“适用于大雪天的光能收集结构”，包括支撑底架、太阳能板支撑架、负重横梁、升降支杆、升降电机、冰雪传感控制器、薄壳式发热板和微处理器，支撑底架的相对侧边上分别设置有升降电机，升降电机连接微处理器，升降电机连接升降支杆的一端，升降支杆的另一端连接负重横梁，负重横梁与太阳能板支撑架的一端焊接，太阳能板支撑架的另一端连接支撑底架，冰雪传感控制器设置在太阳能板支撑架的侧边上，冰雪传感控制器与微处理器连接；薄壳式发热板设置在太阳能板支撑架的上方，并与设置在支撑底架上的工作电源连接，工作电源连接微处理器；本实用新型具有结构简单、生产成本低，且安装便捷的优点，同时具有自动除雪除冰的功能，提高了光照效率。

也有利用自动喷射融雪剂的方式进行除雪的方法，如2018年07月17日公布的、公布号为cn108880453a、名称为“一种带有除雪功能的太阳能支架”，包括中空的支架，支架的空腔内填装有用于除雪的融雪剂，支架下端密封，上端设有开口，开口位置穿装有用于输送融雪剂的喷管，喷管一端插入融雪剂内，另一端穿出开口连接有喷射融雪剂的喷头，喷头正对太阳能板的上方设置，喷管设有将融雪剂抽入喷管的喷粉泵；支架设有辅助除雪的刮板以及驱动刮板沿太阳能板移动的驱动组件，刮板由隔热材质制成，刮板内部设有第一空腔，第一空腔内设有加热层，加热层中设有电热丝，刮板两侧设有接通第一空腔并用于排出热空气的气孔，气孔朝向太阳能板倾斜设置。本发明的优点是将积雪去除，延长太阳能板使用寿。

以上这些装置结构复杂，且需要耗费额外的能量，维护成本高。

图1是现有技术中一种具有防积雪功能的光伏太阳能板的结构示意图。

如图1所示，在2019年02月15日授权公告的、授权公告号为cn208508877u、名称为“一种具有防积雪功能的光伏太阳能板”中，公开了一种太阳能板自清洁支架，包括底座1、配电箱2、卡板3、支撑座4、弹簧5、第一支架6、除尘刷7、太阳能板8、外壳9、第二支架10、转轴11、主动齿轮12、电机13、风速传感器14、竖杆15和从动齿轮16，底座1的顶端设置有配电箱2，底座1的顶端靠近配电箱2的一侧设置有竖杆15，底座1顶端靠近竖杆15的一侧设置有电机13，底座1的顶端靠近电机13的一侧设置有风速传感器14，竖杆15的顶端设置有转轴11，转轴11的顶端设置有支撑座4，转轴11的外部设置有从动齿轮16，从动齿轮16的一端设置有主动齿轮12，支撑座4的顶端设置有第一支架6，支撑座4的顶端靠近第一支架6的一侧设置有第二支架10，第一支架6的内部设置有弹簧5，第一支架6的顶端设置有外壳9，外壳9的内部设置有太阳能板8，外壳9的两端均设置有卡板3，太阳能板8的顶端设置有除尘刷7，配电箱2、除尘刷7、电机13和风速传感器14均与外部电源电性连接。

原理及使用流程：底座1顶端靠近竖杆15的一侧设置有电机13，通过风速传感器14检测风速和风向，当风速达到设定值时，stc89c51单片机发出指令，电机14转动，使太阳能板8的侧面与风向保持一致，避免了风速过大，造成太阳能板8的损坏。第一支架6的内部设置有弹簧5，通过弹簧5受到压力后自动调节太阳能板8的角度，太阳能板8上的堆积有雪花时，弹簧5受到挤压后收缩，当积雪达到一定厚度时，太阳能板8的角度相应变大，雪花与太阳能板8之间的摩擦力变小，积雪从太阳能板8上滑落，避免了积雪过多，造成了太阳能板8被压塌，外壳9的两端均设置有卡板3，通过把太阳能板8插入外壳9内，再通过卡板3固定住太阳能板8，当太阳能板8出现故障，需要维修时，只需向两侧拉出卡板3，即可抽出太阳能板8，为维修人员提供了便捷，太阳能板8的顶端设置有除尘刷7，通过除尘刷7清除太阳能板8上的灰尘，避免了太阳能板8上堆积过多的灰尘，影响太阳能板8的光利用率。

在上述具有防积雪功能的光伏太阳能板中，对于积雪的去除，尽管不需要耗费额外的能量，也不需要维护，但是弹簧设置在第一支架的内部，弹簧受到压力向下运动，使得太阳能板的角度相应变大，雪花与太阳能板之间的摩擦力变小，积雪从太阳能板上滑落。这种方式由于有两个支架，靠弹簧的直接压缩实现太阳能板的角度，其灵敏度不高：弹簧本身需要支撑太阳能板具有一定的支撑力，有一定压缩，进一步压缩比较困难，加上是两个支架又分担了一部分重力，因此，灵敏度比较低，除雪效果不佳。此外，对于灰尘，还需要除尘刷来进行清除，不具有自清洁的功能。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种太阳能板自清洁支架，以提高太阳能板角度变化的灵敏度，增强除雪效果。同时，对于灰尘，也具有自清洁功能。

为实现上述发明目的，本发明太阳能板自清洁支架，包括：

太阳能板固定支架，其上方安装太阳能板，左右中部有可以上下移动的固定支架支撑杆连接器；

固定支架支撑杆，为一竖直安装杆，其上端通过固定支架支撑杆连接器与太阳能板固定支架固定连接；

弹簧，其上端与固定支架支撑杆的下端固定连接；

基座支架，为一竖直安装杆，其上端与弹簧下端固定连接，(基座支架的)下端固定地面(或固定建筑物)上；

上下移动固定支架支撑杆连接器使太阳能板固定支架的重心位于固定支架支撑杆的上下端连线上。

本发明的目的是这样实现的：

本发明太阳能板自清洁支架，包括太阳能板固定支架、固定支架支撑杆、弹簧以及基座支架，利用弹簧连接固定支架支撑杆以及基座支架，创建太阳能板非稳态结构，在正常状态下，太阳能板按设计角度工作，通过上下移动的固定支架支撑杆连接器调整太阳能板的重心到固定支架支撑杆的上下端连线上，这样通过弹簧结构维持平衡状态；当太阳能板上积雪后，因积雪在太阳能板上堆积分布不均匀，通常靠近太阳能板下部，太阳能板支架重心下移，从而造成弹簧弯曲，太阳能板角度增大，积雪掉落；随后弹簧复位，造成晃动，进一步抖落板上积雪，从而达到除雪的效果。由于弹簧弯曲产生的杠杆力量，更容易使太阳能板发生角度变化，因此灵敏度提高，增强了除雪效果。此外，有风的天气条件下，受风力影响，基于弹簧支撑的非稳态太阳能板自清洁支架会发生不同程度的晃动和震动，从而促进灰尘和附着物的掉落，具有自清洁功能。

附图说明

图1是现有技术中一种具有防积雪功能的光伏太阳能板的结构示意图；

图2是本发明太阳能板自清洁支架一种具体实施方式结构示意图；

图3是现有单杆支撑太阳能板积雪与本发明太阳能板自清洁支架清除积雪的对照示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本发明。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本发明的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

图2是本发明太阳能板自清洁支架一种具体实施方式结构示意图。

在本实施例中，如图2所示，本发明太阳能板自清洁支架包括太阳能板固定支架1、固定支架支撑杆3、弹簧4、基座支架5。

太阳能板固定支架1上方安装太阳能板2，左右中部有可以上下移动的固定支架支撑杆连接器101。

在本实施例中，如图2左图所示，太阳能板固定支架1为工字形结构，上下两很横杆左右两侧各有一个太阳能板固定螺孔102，太阳能板2通过太阳能板固定螺孔102安装在太阳能板固定支架1上方，如图2右图所示。固定支架支撑杆连接器101安装在太阳能板固定支架1的竖杆上，能上下移动。

固定支架支撑杆3为一竖直安装杆，其上端通过固定支架支撑杆连接器101与太阳能板固定支架1固定连接。

弹簧4上端与固定支架支撑杆的下端3固定连接。

基座支架5为一竖直安装杆，其上端与弹簧下端固定连接，基座支架的下端固定地面6或固定建筑物上。

上下移动固定支架支撑杆连接器101使太阳能板固定支架1的重心位于固定支架支撑杆3的上下端连线上，这样通过弹簧结构维持平衡状态。

本发明太阳能板自清洁支架利用弹簧4连接固定支架支撑杆3以及基座支架5，创建太阳能板非稳态结构。在正常状态下，太阳能板2按设计角度工作，通过上下移动的固定支架支撑杆连接器101调整太阳能板2的重心到固定支架支撑杆3的上下端连线上，这样通过弹簧结构维持平衡状态。当太阳能板2上积雪后，因积雪在太阳能板2上堆积分布不均匀，通常靠近太阳能板2下部，太阳能板固定支架1重心下移，从而造成弹簧4弯曲，太阳能板2角度增大，积雪掉落；随后弹簧4复位，造成晃动，进一步抖落板上积雪，从而达到除雪的效果。由于弹簧弯曲产生的杠杆力量，更容易使太阳能板发生角度变化，因此灵敏度提高，增强了除雪效果。此外，有风的天气条件下，受风力影响，基于弹簧4支撑的非稳态太阳能板自清洁支架会发生不同程度的晃动和震动，从而促进灰尘和附着物的掉落。

图3是现有单杆支撑太阳能板积雪与本发明太阳能板自清洁支架清除积雪的对照示意图。

在本实施例中，如图3左图所示，单杆支撑太阳能板在堆积积雪等堆积物时，只能靠堆积物自身的重力往下滑落，堆积物不容易去除。如图3右图所示，积雪等堆积物在太阳能板上堆积，并靠近太阳能板下部，太阳能板固定支架重心下移，从而造成弹簧弯曲，太阳能板角度增大，积雪等堆积物掉落，具有自清洁功能。

在具体实施过程中，为避免弹簧上端支撑的太阳能板固定支架(包括其上方安装的太阳能板)以及固定支架支撑杆的重力在弹簧弯曲时造成弹簧不能复位，弹簧的长度+固定支架支撑杆长度小于基座支架的长度。

在具体实施过程中，稳定状态下，弹簧处于直立或轻微弯曲状态(弯曲度小于5％)；非稳定状态下，弹簧产生弯曲或加大弯曲幅度。

尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。