太阳能电池板灰尘检测及清洁系统的制作方法

文档序号:15559872发布日期:2018-09-29 01:59阅读:1417来源:国知局

本发明涉及一种清洁系统,具体是一种太阳能电池板灰尘检测及清洁系统。



背景技术:

太阳能作为一种可再生能源,拥有清洁、环保等优势,被人们广泛应用。太阳能光伏发电系统多位于太阳能资源丰富、土地利用率低、无遮挡物的位置,通常情况下伴随沙尘富集、多风的特点,随着时间的推移风中夹带的沙、尘会在光伏组件表面沉积,这将会影响光伏组件上玻璃盖板的反射率和透过率,从而降低太阳能光伏组件的光学转换效率。长年累月下来会对光伏组件表面产生磨损,从而对光伏组件光学性能及寿命产生不利的影响。在长期使用中难免落上飞鸟、尘土、落叶等遮挡物,被遮蔽的太阳电池组件此时会发热,产生热斑效应。这种效应能严重的破坏太阳电池,降低其光电转换率、减少太阳能电池板的使用寿命。

针对前面的情况,目前解决的方法有:1、采用人工洒水清洗,缺点是浪费水资源、浪费人力且速度慢;2、智能机器人清洗太阳能电池板,缺点是成本高、效率低,可靠性低;3、目前的太阳能清洗系统清洁力度低、利用度不高。本发明针对现有技术的不足,提出了一种太阳能电池板灰尘检测及清洁系统。



技术实现要素:

本发明针对现有技术的不足,提供了一种太阳能电池板灰尘检测及清洁系统。

太阳能电池板灰尘检测及清洁系统,包括信号采集单元、控制单元、驱动单元、传动单元、清洁单元和远程控制中心;

所述信号采集单元采集太阳能电池板的输出电压和输出电流。控制单元根据太阳能电池板的输出电压、输出电流换算出光电转换率,并经过与阈值的比较来控制驱动单元,所述的信号采集单元还采集太阳能电池板的温度。控制单元根据太阳能电池板的温度大小与阈值进行比较来控制驱动单元;所述驱动单元通过传动单元连接清洁单元;所述远程控制中心可远程控制系统开启、关闭、定时开启关闭、驱动或停止驱动,方便用户实时监控;所述信号采集单元和控制单元通过无线路由器与所述远程控制中心通讯。

所述信号采集单元包括具有射频功能的第一微处理器、电源、第一变压芯片、第一led指示灯、第一蜂鸣器、第一天线、第一温度传感器和电流电压采集模块。

所述的电源由太阳能板提供,通过第一变压芯片给第一微处理器和电流电压采集模块供电;电流电压采集模块的信号输出端与第一微处理器信号输入端连接,第一温度传感器的信号输出端口与第一微处理器的信号输入端连接,第一led指示灯和第一蜂鸣器信号输入端口接第一微处理器的信号输出端,第一天线与第一微处理器相连接。

所述控制单元包括具有射频功能及模数转换功能的第二微处理器、伺服电机、滚轴、检测电阻、稳压和滤波电路、光耦、可控硅、第二天线、第一变压器、第二变压芯片、第二led指示灯、第二蜂鸣器。

所述的控制单元由太阳能板提供电源,通过第一变压器给伺服电机供电,伺服电机与滚轴连接,用于检测滚轴位置的检测电阻与伺服电机的传感齿轮同轴安装,检测电阻的输出端与稳压和滤波电路的输入端连接,稳压和滤波电路的输出端与第二微处理器的信号处理端口连接;所述的第一变压器与第二变压芯片连接,太阳能电池板通过第一变压器与第二变压芯片给第二微处理器供电;第二微处理器的控制端与光耦的输入端连接,光耦的输出端与可控硅连接,可控硅的输出端与伺服电机连接,可控硅控制伺服电机正反转;第二led指示灯和第二蜂鸣器信号输入端口接第二微处理器的信号输出端,第二天线与第二微处理器相连接。

所述传动单元包括传动链条及齿轮,与驱动单元连接,受驱动单元输出的动力驱动传动单元运动。

所述清洗单元由注水口、出水口、滚轴、左雨刷器和右雨刷器组成,第一滚轴及雨刷器可双向清洁太阳能电池板表面,采用可拆卸装配。

进一步说,所述阈值包括光电转换率驱动阈值、光电转换率停止驱动阈值;温度驱动阈值和温度停止驱动阈值。

本发明的有益效果:1.通过无线技术远程发送数据,可摆脱地域问题,使用户能及时有效发现问题;2.该设备可通过太阳能电池板供电;3.该设备可自动清洗,且清洗效果好,延长太阳能电池板使用寿命;4.该设备造价低廉,远低于市场上机器人的价格。

附图说明

图1是本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统的整体结构示意图;

图2是本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统信号采集单元的结构示意图;

图3是本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统采集信号并与阈值比较的流程示意图;

图4是本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统控制单元的结构示意图;

图5是本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统控制单元的流程示意图;

图6是本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统整体流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明:

请参阅图1,本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统包括:控制单元1、驱动单元2、传动单元3、信号采集单元4、清洁单元5和远程控制中心。其中清洁单元包括:注水口5.1、出水口5.2、滚轴5.3、右雨刷器5.4、左雨刷器5.5。

所述远程控制中心具有定时开启、关闭系统的功能,时间可自行设置。远程控制界面显示太阳能电池板的光电转换率、温度信息和该系统的工作状态,方便用户进行实时关注和远程控制。

所述信号采集单元的检测信号为太阳能电池板的温度和太阳能电池板输出的电压电流值,经计算得到太阳能电池板的输出功率,进而得到光电转换率。请参阅图2,所述信号采集单元包括具有射频功能的第一微处理器、电源、第一变压芯片、第一led指示灯、第一蜂鸣器、第一天线、第一温度传感器和电流电压采集模块。所述的电源由太阳能板提供,通过第一变压芯片给第一微处理器和电流电压采集模块供电;电流电压采集模块的信号输出端与第一微处理器信号输入端连接,第一温度传感器的信号输出端口与第一微处理器的信号输入端连接,第一led指示灯和第一蜂鸣器信号输入端口接第一微处理器的信号输出端,第一天线与第一微处理器相连接。

请参阅图3,首先信号采集单元寻找并加入pan网络,同意入网后检测是否有无线路由器发送给自己的无线信号;申请未获成功则返回继续申请,直至申请成功为止。当接收到无线路由器的无线信号后,开始读取传感芯片的信号并由无线路由器发送到控制单元与远程控制中心,同时驱动绿色led发光,控制单元将采集的信号进行转换并通过与远程控制中心设置的阈值相比较,若检测出其中任一信号值超过阈值,蜂鸣器发出警报,红色led灯发出闪烁红光,同时驱动单元根据所接收到的信号,驱动系统进行下一步操作。

请参阅图4,所述控制单元包括具有射频功能及模数转换功能的第二微处理器、伺服电机、滚轴、检测滚轴位置的位置检测电阻、稳压和滤波电路、光耦、可控硅、第二天线、第一变压器、第二变压芯片、第二led指示灯、第二蜂鸣器。所述的控制单元由太阳能板提供电源,通过第一变压器给伺服电机供电,伺服电机与滚轴连接,用于检测滚轴位置的检测电阻与伺服电机的传感齿轮同轴安装,检测电阻的输出端与稳压和滤波电路的输入端连接,稳压和滤波电路的输出端与第二微处理器的信号处理端口连接;所述的第一变压器与第二变压芯片连接,太阳能电池板通过第一变压器与第二变压芯片给第二微处理器供电;第二微处理器的控制端与第一光耦的输入端连接,第一光耦的输出端与可控硅连接,可控硅的输出端与第一伺服电机连接,可控硅控制伺服电机正反转;第二led指示灯和第二蜂鸣器信号输入端口接第一微处理器的信号输出端,第二天线与第二微处理器相连接。

请参阅图5,控制单元寻找并加入pan网络,同意入网后检测是否无线路由器发送给自己的无线信号;申请未获成功则返回继续申请,直至申请成功为止。当接收到无线路由器的无线信号后,输出电机控制信号,控制电机运作带动滚轴、雨刷器滑动进行清洁,实时检测滚轴位置并进行位置判断,若滚轴位置到达工位后,驱动绿色led发光并进行其他操作。

请参阅图6,本发明的太阳能电池板灰尘检测及清洁系统整体流程示意图。首先由远程控制中心定时开启该系统,信号采集单元寻找并加入pan网络,当接收到无线路由器的无线信号后,开始读取传感芯片的信号并由无线路由器发送到控制单元与远程控制中心,信息可在远程控制中心界面上显示出来。控制单元将采集的信号进行转换并通过与远程控制中心设置的阈值(光电转换率阈值及温度阈值)相比较,若检测出其中任一信号值超过阈值,蜂鸣器发出警报,红色led灯发出闪烁红光,同时驱动单元根据所接收到的信号,驱动系统进行驱动,使传动单元带动清洁单元进行清洗,清洗过程中由控制单元控制滚轴位置。清洗一个工作轮次后,控制单元再次进行阈值比较,若在阈值范围内则停止驱动。

按照步骤形式展示上述内容可表示为如下步骤:

步骤1:远程控制中心定时开启系统;

步骤2:信号采集单元采集太阳能电池板输出电流信号、输出电压信号和温度信号;

步骤3:控制单元将采集的信号与阈值进行比较并进行间断性轮训;

步骤4:若其中一信号超过阈值,则控制驱动单元,使传动单元带动清洁单元进行清洁;

步骤5:清洗一个工作轮次后,循环步骤2-5;

步骤6:远程控制中心定时关闭系统。

所述步骤3中的阈值包括光电转换率驱动阈值η1、光电转换率停止驱动阈值η2;温度驱动阈值t1、温度停止驱动阈值t2。

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