一种水压驱动双刷旋转的光伏组件自动清洗系统的制作方法

本实用新型属于光伏电站技术领域，尤其涉及一种水压驱动双刷旋转的光伏组件自动清洗系统。

背景技术：

光伏发电作为一种清洁能源，近年来在国内外发展迅速。然而，空气中的灰尘覆盖对光伏电池板能量转换的影响非常大，成为了制约光伏发电的难点问题。美国“机遇”号火星探测器在执行任务过程中就曾面临过这个问题，从2004-2010的6年时间里，由于浮尘覆盖，其功率衰减了1/3。同样，无论屋顶光伏电站还是地面光伏电站，都面临组件积灰的情况，灰尘是影响光伏电站发电量的关键因素之一。

灰尘对光伏组件的影响主要包括：

1、光伏电池板表面的灰尘会遮挡太阳光线对组件的照射，减少了投射到光伏电池表面的太阳辐射量，从而使光伏组件发电量下降；

2、光伏组件表面有灰尘时，长久的阳光照射使组件表面受遮挡部分升温远大于未被遮挡部分，温度过高时会出现烧坏的暗斑——热斑。而热斑效应是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，可导致光伏电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化和封装材料老化等永久性损坏，甚至可能导致安全隐患；

3、光伏电池盖板表面大多为玻璃材质，玻璃的主要成分是二氧化硅和石灰石等，当湿润的酸性或碱性灰尘附在玻璃盖板表面时，玻璃盖板成分物质都能与酸或碱反应。随着玻璃在酸性或碱性环境里的时间增长，玻璃表面就会慢慢被侵蚀，从而在表面形成坑坑洼洼的现象，导致光线在盖板表面形成漫反射，在玻璃中的传播均匀性受到破坏。

美国圣地亚哥市某光伏电站对灰尘导致的发电量损失率进行了研究，5月15日-8月29日期间没有降雨，灰尘导致光伏电站发电量的损失率一直在增加，最高时为22％，这也意味着在8月29日时，约有22％的发电量因降尘而损失。

为了克服灰尘覆盖对光伏组件发电量的影响，目前的光伏组件清洗方式主要包括一下三种：

1、人工清洗：人工清洗方式有人力擦洗、直喷水清洗、压缩空气吹扫等。人力擦洗是最原始的组件清洗方式，完全依靠人力完成，这种清洗方式工作效率低、清洗周期长、人力成本高，还存在人身安全隐患。直喷水清洗是以接在水车上(或水管上)的高压喷头向光伏组件表面喷水冲刷，从而达到清洗的目的。这种清洗方式明显优于人力擦洗，清洗效率高一些，但仍存在用水量大、清洗效率仍不能满足规模化光伏发电的要求的缺点。压缩空气吹扫是通过专用装置吹出压缩空气清除组件表面的灰尘，用于水资源匮乏的地区。这种方式效率低，且存在灰尘高速摩擦组件的问题，目前很少有电站使用。

2、半自动清洗方式：半自动清洗是通过人工操作专用清洗车洗装置的方式实现光伏组件的清洁。半自动清洗方式既有有水清洁也有无水清洁，对水资源的依赖性较低，但对光伏组件阵列的高度、宽度、阵列间路面状况的要求较为苛刻，无法满足所有大型光伏电站的应用需求。

3、自动清洗方式：自动清洗方式是将清洗装置安装在光伏组件阵列上，通过程序控制电机的转动实现装置对光伏组件的自动清洗。这种清洗方式成本高昂，设计复杂，多用于研发、测试，很少正式用于大型光伏电站。但随着其成本的降低，将来可能会取代非自动清洗方式，是未来光伏电站组件清洗的发展趋势。

中国专利公开号为CN106256450A，发明创造名称为一种光伏组件自动清洗系统，包括水冲洗系统、空气清洗系统和并列设置的多个光伏清洗单元；所述水冲洗系统包括清洁水池和均压水管，所述清洁水池和所述均压水管之间的连接管上设有高压水泵；所述空气清洗系统包括空气压缩机和与所述空气压缩机相连的均压气管。但是现有的光伏组件自动清洗系统还存在着由于直接水洗容易出现泥土混合导致清洗不干净，清洗后的废水无法过滤再进行使用导致资源浪费和单刷清洗影响工作效率的问题。

因此，发明一种水压驱动双刷旋转的光伏组件自动清洗系统显得非常必要。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种水压驱动双刷旋转的光伏组件自动清洗系统，以解决现有的光伏组件自动清洗系统存在着由于直接水洗容易出现泥土混合导致清洗不干净，清洗后的废水无法过滤再进行使用导致资源浪费和单刷清洗影响工作效率的问题。一种水压驱动双刷旋转的光伏组件自动清洗系统，包括光伏组件体，固定架，带盖清洗箱，抽水泵，主直线滑轨，橡胶块，辅直线滑轨，主电动滑块，辅电动滑块，升降电机，安装板，升降螺杆，长螺母，光伏组件灰尘清除机，不锈钢滑轨，双刷旋转式轻喷辊，金属软管，废水清理导存箱结构和自动控制柜结构，所述的光伏组件体螺栓安装在固定架的后表面上部；所述的带盖清洗箱螺栓安装在固定架的右下侧；所述的抽水泵螺栓安装在带盖清洗箱的上部中间位置；所述的主直线滑轨横向通过橡胶块内六角插口螺栓安装在光伏组件体的正表面上部中间位置；所述的辅直线滑轨横向通过橡胶块内六角插口螺栓安装在光伏组件体的正表面下部中间位置；所述的主电动滑块滑动卡接在主直线滑轨的正表面中间位置；所述的辅电动滑块滑动卡接在辅直线滑轨的正表面中间位置；所述的升降电机螺栓安装在安装板之间的上部；所述的安装板分别焊接在主电动滑块的上部左右两侧；所述的升降螺杆纵向螺纹连接在长螺母的内侧中间位置；所述的升降螺杆纵向上端联轴器连接升降电机的输出轴；所述的长螺母安装在光伏组件灰尘清除机的正表面中间位置；所述的光伏组件灰尘清除机卡接在不锈钢滑轨的正表面中间位置；所述的不锈钢滑轨纵向一端螺栓安装在主电动滑块的下表面中间位置，另一端螺栓安装在辅电动滑块的上表面中间位置；所述的双刷旋转式轻喷辊安装在不锈钢滑轨的后表面中间位置；所述的金属软管一端螺纹连接在抽水泵的上端出口端，另一端连接双刷旋转式轻喷辊；所述的废水清理导存箱结构设置在光伏组件体的下部；所述的自动控制柜结构安装在固定架的左下侧；所述的光伏组件灰尘清除机包括扇叶，电动机，回型滑块，固定板，保护网罩和限位开关，所述的扇叶键连接在电动机的输出轴上；所述的电动机通过固定板螺栓安装在回型滑块的后部中间位置；所述的保护网罩罩接在扇叶的外部；所述的保护网罩和电动机之间螺钉连接设置；所述的限位开关分别螺钉连接在保护网罩的上部中间位置以及下部中间位置。

优选的，所述的抽水泵具体采用型号为LY-JLM的自吸泵。

优选的，所述的保护网罩具体采用半球形不锈钢网罩。

优选的，所述的电动机具体采用型号为FS45-11C的电机。

优选的，所述的限位开关具体采用型号为YBLX-ME8108的行程开关；所述的限位开关设置有两个。

优选的，所述的回型滑块滑动卡接在不锈钢滑轨的外壁中间位置。

优选的，所述的长螺母纵向焊接在固定板的正表面中间位置。

优选的，所述的双刷旋转式轻喷辊包括主支撑座，辅支撑座，一级常规轴承，二级常规轴承，中心轴，清洗辊，从动带轮，清刷套，驱动电机，主动带轮，V带，喷水排和喷水头，所述的一级常规轴承分别镶嵌在辅支撑座的内侧左右两部；所述的二级常规轴承分别镶嵌在主支撑座的内侧左右两部中间位置；所述的中心轴分别纵向穿过清洗辊的内部中间位置并穿过从动带轮的内部中间位置插接在一级常规轴承和二级常规轴承之间；所述的清刷套分别套接在清洗辊的外壁中间位置；所述的驱动电机分别贯穿主支撑座的内侧左右两端；所述的主动带轮分别键连接在驱动电机的输出轴上；所述的主动带轮分别通过V带传动连接从动带轮；所述的喷水排纵向螺钉连接在主支撑座和辅支撑座之间的右部中间位置；所述的喷水头从上到下依次螺纹连接在喷水排的后表面。

优选的，所述的中心轴和清洗辊之间键连接设置。

优选的，所述的中心轴和从动带轮之间键连接设置。

优选的，所述的中心轴一端和一级常规轴承的内圈过盈配合设置，另一端和二级常规轴承的内圈过盈配合设置。

优选的，所述的主支撑座和不锈钢滑轨的后表面上部螺栓连接设置，辅支撑座和不锈钢滑轨的后表面下部螺栓连接设置。

优选的，所述的喷水头设置有多个，所述的喷水头具体采用锥形不锈钢喷头，所述的喷水头之间的间距设置为三厘米至五厘米。

优选的，所述的喷水排管路连接金属软管。

优选的，所述的清刷套具体采用外壁带有尼龙软刷毛的橡胶套。

优选的，所述的驱动电机具体采用型号为FS45-11C的电机，所述的驱动电机设置有两个。

优选的，所述的废水清理导存箱结构包括清理门，紧固螺栓，集水斗，集水箱，滤杂网，U型卡座和带阀门排水管，所述的清理门纵向通过紧固螺栓安装在集水箱的左侧出口处；所述的集水斗螺纹连接在集水箱的上部进口处；所述的U型卡座螺钉连接在集水箱的内侧右壁中间位置；所述的滤杂网横向一端插接在U型卡座的内部，另一端螺钉连接清理门的右上侧；所述的带阀门排水管纵向螺纹连接在集水箱的底部右侧。

优选的，所述的集水斗螺栓安装在光伏组件体的下部。

优选的，所述的滤杂网具体采用长方形不锈钢网。

优选的，所述的自动控制柜结构包括工作显示屏，自动主控机，控制开关，指示灯和控制柜，所述的工作显示屏横向螺钉连接在控制柜的内侧上部中间位置；所述的自动主控机横向螺钉连接在控制柜的内侧中间位置；所述的控制开关螺钉连接在控制柜的内侧左下部；所述的指示灯螺钉连接在控制柜的内侧右下部。

优选的，所述的控制柜和固定架之间螺钉连接设置。

优选的，所述的工作显示屏具体采用电容式多点液晶触摸显示屏。

优选的，所述的自动主控机具体采用芯片型号为STC89C51RC的单片机。

优选的，所述的指示灯具体采用红色LED灯。

优选的，所述的工作显示屏，控制开关和指示灯分别与自动主控机电性连接。

优选的，所述的电动机，限位开关，主电动滑块，辅电动滑块和升降电机分别与自动主控机电性连接。

优选的，所述的主电动滑块和辅电动滑块分别采用型号为HDH20CA的电动滑块。

优选的，所述的升降电机具体采用型号为FS45-11C的电机。

优选的，所述的带盖清洗箱和抽水泵之间管路连接设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型中，所述的扇叶，驱动电机，回型滑块，固定板和保护网罩的设置，有利于在清理光伏组件体之前对表面的灰尘进行清理，以免直接水洗泥土混合导致清洗不干净的问题。

2.本实用新型中，所述的限位开关的设置，有利于保护网罩在移动时起到良好的限位作用。

3.本实用新型中，所述的主支撑座，辅支撑座，一级常规轴承，二级常规轴承，中心轴，清洗辊，从动带轮，清刷套，驱动电机，主动带轮和V带的设置，有利于增加双刷清理功能，提高工作效率。

4.本实用新型中，所述的喷水排和喷水头的设置，有利于对光伏组件体表面进行水洗清理工作，保证光伏组件体的清洁度。

5.本实用新型中，所述的清理门，紧固螺栓，集水斗，集水箱，滤杂网，U型卡座和带阀门排水管的设置，有利于及时收集清洗后的废水，并可进行过滤排放，可减少资源浪费，以使排放更加节能环保。

6.本实用新型中，所述的工作显示屏，自动主控机，控制开关，指示灯和控制柜的设置，有利于提高自动化清洗程度。

7.本实用新型中，所述的主电动滑块和辅电动滑块的设置，有利于保证光伏组件灰尘清除机和双刷旋转式轻喷辊左右移动，可保证清理的干净性。

8.本实用新型中，所述的升降电机，升降螺杆和长螺母的设置，有利于升降调节光伏组件灰尘清除机的位置，保证灰尘清理度。

9.本实用新型中，所述的橡胶块的设置，有利于对主直线滑轨和辅直线滑轨与光伏组件体的之间的间距，同时可起到良好的减震效果。

10.本实用新型中，所述的指示灯的设置，有利于实时指示设备的供电工作状态。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的光伏组件灰尘清除机的结构示意图。

图3是本实用新型的双刷旋转式轻喷辊的结构示意图。

图4是本实用新型的废水清理导存箱结构的结构示意图。

图5是本实用新型的自动控制柜结构的结构示意图。

图6是本实用新型的电气接线示意图。

图中：

1、光伏组件体；2、固定架；3、带盖清洗箱；4、抽水泵；5、主直线滑轨；6、橡胶块；7、辅直线滑轨；8、主电动滑块；9、辅电动滑块；10、升降电机；11、安装板；12、升降螺杆；13、长螺母；14、光伏组件灰尘清除机；141、扇叶；142、电动机；143、回型滑块；144、固定板；145、保护网罩；146、限位开关；15、不锈钢滑轨；16、双刷旋转式轻喷辊；161、主支撑座；162、辅支撑座；163、一级常规轴承；164、二级常规轴承；165、中心轴；166、清洗辊；167、从动带轮；168、清刷套；169、驱动电机；1610、主动带轮；1611、V带；1612、喷水排；1613、喷水头；17、金属软管；18、废水清理导存箱结构；181、清理门；182、紧固螺栓；183、集水斗；184、集水箱；185、滤杂网；186、U型卡座；187、带阀门排水管；19、自动控制柜结构；191、工作显示屏；192、自动主控机；193、控制开关；194、指示灯；195、控制柜。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体描述，如附图1和附图2所示，一种水压驱动双刷旋转的光伏组件自动清洗系统，包括光伏组件体1，固定架2，带盖清洗箱3，抽水泵4，主直线滑轨5，橡胶块6，辅直线滑轨7，主电动滑块8，辅电动滑块9，升降电机10，安装板11，升降螺杆12，长螺母13，光伏组件灰尘清除机14，不锈钢滑轨15，双刷旋转式轻喷辊16，金属软管17，废水清理导存箱结构18和自动控制柜结构19，所述的光伏组件体1螺栓安装在固定架2的后表面上部；所述的带盖清洗箱3螺栓安装在固定架2的右下侧；所述的抽水泵4螺栓安装在带盖清洗箱3的上部中间位置；所述的主直线滑轨5横向通过橡胶块6内六角插口螺栓安装在光伏组件体1的正表面上部中间位置；所述的辅直线滑轨7横向通过橡胶块6内六角插口螺栓安装在光伏组件体1的正表面下部中间位置；所述的主电动滑块8滑动卡接在主直线滑轨5的正表面中间位置；所述的辅电动滑块9滑动卡接在辅直线滑轨7的正表面中间位置；所述的升降电机10螺栓安装在安装板11之间的上部；所述的安装板11分别焊接在主电动滑块8的上部左右两侧；所述的升降螺杆12纵向螺纹连接在长螺母13的内侧中间位置；所述的升降螺杆12纵向上端联轴器连接升降电机10的输出轴；所述的长螺母13安装在光伏组件灰尘清除机14的正表面中间位置；所述的光伏组件灰尘清除机14卡接在不锈钢滑轨15的正表面中间位置；所述的不锈钢滑轨15纵向一端螺栓安装在主电动滑块8的下表面中间位置，另一端螺栓安装在辅电动滑块9的上表面中间位置；所述的双刷旋转式轻喷辊16安装在不锈钢滑轨15的后表面中间位置；所述的金属软管17一端螺纹连接在抽水泵4的上端出口端，另一端连接双刷旋转式轻喷辊16；所述的废水清理导存箱结构18设置在光伏组件体1的下部；所述的自动控制柜结构19安装在固定架2的左下侧；所述的光伏组件灰尘清除机14包括扇叶141，电动机142，回型滑块143，固定板144，保护网罩145和限位开关146，所述的扇叶141键连接在电动机142的输出轴上；所述的电动机142通过固定板144螺栓安装在回型滑块143的后部中间位置；所述的保护网罩145罩接在扇叶141的外部；所述的保护网罩145和电动机142之间螺钉连接设置；所述的限位开关146分别螺钉连接在保护网罩145的上部中间位置以及下部中间位置，清理光伏组件体1的表面灰尘时，可以启动驱动电机142，通过驱动电机142带动扇叶141旋转，即可对光伏组件体1表面的灰尘进行清理，同时启动升降电机10，以使升降电机10带动升降螺杆12旋转，同时长螺母13带动光伏组件灰尘清除机14上下移动，不断对光伏组件体1的表面灰尘进行清理，保证清理的干净性，同时可避免出现水洗时混杂有灰尘。

本实施方案中，结合附图3所示，所述的双刷旋转式轻喷辊16包括主支撑座161，辅支撑座162，一级常规轴承163，二级常规轴承164，中心轴165，清洗辊166，从动带轮167，清刷套168，驱动电机169，主动带轮1610，V带1611，喷水排1612和喷水头1613，所述的一级常规轴承163分别镶嵌在辅支撑座162的内侧左右两部；所述的二级常规轴承164分别镶嵌在主支撑座161的内侧左右两部中间位置；所述的中心轴165分别纵向穿过清洗辊166的内部中间位置并穿过从动带轮167的内部中间位置插接在一级常规轴承163和二级常规轴承164之间；所述的清刷套168分别套接在清洗辊166的外壁中间位置；所述的驱动电机169分别贯穿主支撑座161的内侧左右两端；所述的主动带轮1610分别键连接在驱动电机169的输出轴上；所述的主动带轮1610分别通过V带1611传动连接从动带轮167；所述的喷水排1612纵向螺钉连接在主支撑座161和辅支撑座162之间的右部中间位置；所述的喷水头1613从上到下依次螺纹连接在喷水排1612的后表面，水洗清理时，启动抽水泵4的开关，以使抽水泵4将带盖清洗箱3内部预先灌装的清洗液吸出，经由金属软管17导入喷水排1612内部，通过喷水头1613不断向光伏组件体1表面进行轻喷，同时启动驱动电机169，以使驱动电机169带动主动带轮1610通过V带1611使得从动带轮167旋转，以使中心轴165带动清洗辊166旋转，使得清刷套168不断对光伏组件体1表面进行清刷工作，通过清刷套168之间的配合保证清洗的更加干净，同时经由主电动滑块8和辅电动滑块9不断在主直线滑轨5和辅直线滑轨7上移动，可保证光伏组件灰尘清除机14和双刷旋转式轻喷辊16不断滑动，保证清洗度。

本实施方案中，结合附图4所示，所述的废水清理导存箱结构18包括清理门181，紧固螺栓182，集水斗183，集水箱184，滤杂网185，U型卡座186和带阀门排水管187，所述的清理门181纵向通过紧固螺栓182安装在集水箱184的左侧出口处；所述的集水斗183螺纹连接在集水箱184的上部进口处；所述的U型卡座186螺钉连接在集水箱184的内侧右壁中间位置；所述的滤杂网185横向一端插接在U型卡座186的内部，另一端螺钉连接清理门181的右上侧；所述的带阀门排水管187纵向螺纹连接在集水箱184的底部右侧，清洗后的废液不断通过集水斗183经由滤杂网185过滤后流入集水箱184内部进行滤杂储存，通过开启带阀门排水管187的阀门，即可通过带阀门排水管187进行排放至垃圾池或者地下管道，通过卸下紧固螺栓182，可将清理门181连同滤杂网185一起取出，以便对集水箱184内部进行清理，可便于操作。

本实施方案中，结合附图5所示，所述的自动控制柜结构19包括工作显示屏191，自动主控机192，控制开关193，指示灯194和控制柜195，所述的工作显示屏191横向螺钉连接在控制柜195的内侧上部中间位置；所述的自动主控机192横向螺钉连接在控制柜195的内侧中间位置；所述的控制开关193螺钉连接在控制柜195的内侧左下部；所述的指示灯194螺钉连接在控制柜195的内侧右下部，启动控制开关193，确定指示灯194的工作状态，通过向工作显示屏191输入指令，即可通过自动主控机192控制各级设备进行相应的自动动作工作，可实现自动清理，自动移动和自动控制的功能。

工作原理

本实用新型中，清理光伏组件体1的表面灰尘时，可以启动驱动电机142，通过驱动电机142带动扇叶141旋转，即可对光伏组件体1表面的灰尘进行清理，同时启动升降电机10，以使升降电机10带动升降螺杆12旋转，同时长螺母13带动光伏组件灰尘清除机14上下移动，不断对光伏组件体1的表面灰尘进行清理，保证清理的干净性，同时可避免出现水洗时混杂有灰尘；水洗清理时，启动抽水泵4的开关，以使抽水泵4将带盖清洗箱3内部预先灌装的清洗液吸出，经由金属软管17导入喷水排1612内部，通过喷水头1613不断向光伏组件体1表面进行轻喷，同时启动驱动电机169，以使驱动电机169带动主动带轮1610通过V带1611使得从动带轮167旋转，以使中心轴165带动清洗辊166旋转，使得清刷套168不断对光伏组件体1表面进行清刷工作，通过清刷套168之间的配合保证清洗的更加干净，同时经由主电动滑块8和辅电动滑块9不断在主直线滑轨5和辅直线滑轨7上移动，可保证光伏组件灰尘清除机14和双刷旋转式轻喷辊16不断滑动，保证清洗度；清洗后的废液不断通过集水斗183经由滤杂网185过滤后流入集水箱184内部进行滤杂储存，通过开启带阀门排水管187的阀门，即可通过带阀门排水管187进行排放至垃圾池或者地下管道，通过卸下紧固螺栓182，可将清理门181连同滤杂网185一起取出，以便对集水箱184内部进行清理，可便于操作；启动控制开关193，确定指示灯194的工作状态，通过向工作显示屏191输入指令，即可通过自动主控机192控制各级设备进行相应的自动动作工作，可实现自动清理，自动移动和自动控制的功能。

利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本实用新型的保护范围。