一种光伏发电板清灰监测装置

1.本实用新型涉及一种光伏发电板清灰监测，特别是涉及一种光伏发电板清灰监测装置，属于光伏发电板清灰监测技术领域。


背景技术：

2.光伏电站大多部署在西部地区，该地区风尘、砂砾偏多，对于光伏发电板有较大的影响，光伏电站较多使用硅基太阳电池组件,该组件对温度十分敏感，随灰尘在组件表面的积累，增大了光伏组件的传热热阻，成为光伏组件上的隔热层，影响其散热，积灰区域的温度普片高于其他区域，易于烧毁光伏发电板形成暗斑，同时积灰区域阻挡了阳光的入射，减小了光伏发电的功率。
3.目前光伏发电板的灰尘监测大多是人工定时检查或计算机视觉图像处理，人工定时检查存在以下缺点：(1)、人工定时清理工程量大，浪费人力资源；
4.(2)、在定时清理的机制下，光伏发电板积灰严重的情况下可能不能及时清理灰尘；
5.(3)、当积灰程度不严重或轻微积灰的情况下，定时清理浪费财力、物力、人力；
6.(4)、人工检查实时性低、准确率低。
7.计算机视觉图像处理存在以下缺点：光伏发电板(1)、计算机视觉处理需要高像素摄像头与基于arm内核在linux系统环境下运行的高性能处理器，导致成本偏高，在大型光伏发电站难以得到推广；
8.(2)、摄像头采集图像容易收到环境光、空气灰尘等环境因素的影响，导致图像数据不准确；
9.(3)、摄像头镜头本身的积灰也是一大问题；
10.为此设计一种光伏发电板清灰监测装置来优化改进上述问题。


技术实现要素：

11.本实用新型的主要目的是为了提供一种光伏发电板清灰监测装置，启动螺杆驱动组件带动激光发射调节块和激光接收调节块运动，通过激光发射调节块和激光接收调节块的配合检测光伏发电板正面的灰尘，从而达到自动化判断灰尘强度的目的，并在控制箱装有单片机esp32，可以实现网上数据管理与系统监测，方便人工进行管理，同时在光伏发电板出现故障可以及时上报，同时单片机esp32支持远程系统升级，避免了人工线下升级而导致的财力、人力浪费，雨水传感器实现了激光扫描的智能化，避免在下雨天和清洗时机械的进行灰尘扫描而导致的电力浪费。
12.本实用新型的目的可以通过采用如下技术方案达到：
13.一种光伏发电板清灰监测装置，包括光伏发电板，光伏发电板正面四角处安装有侧固定块，一侧的两个侧固定块构造一组，在每组侧固定块上设有沿光伏发电板轴向上的螺杆驱动组件，一组螺杆驱动组件上套设有激光发射调节块，另一组螺杆驱动组件上套设
有激光接收调节块，激光发射调节块和激光接收调节块相互对应配合，光伏发电板底部的两侧安装有支撑腿，光伏发电板的底部上方安装有控制箱，并在控制箱的外侧安装有雨水传感器；
14.控制箱内置有单片机esp32、步进电机驱动模块、稳压模块、激光发射器模块和激光接收器模块；
15.单片机esp32通过a\d转换器连接激光发射器和激光接收器，单片机esp32电性连接步进电机驱动模块，稳压模块电性连接单片机esp32供电端，激光发射器模块安装在激光发射调节块内，激光接收器模块安装在激光接收调节块内。
16.优选的，螺杆驱动组件包括步进电机、联轴器、导轨和丝杆，在每组侧固定块的外侧中部皆安装有步进电机，且步进电机的输出端通过联轴器安装有导轨，联轴器位于侧固定块的内部，每组侧固定块内侧的下方沿光伏发电板轴向上安装有丝杆。
17.优选的，一组导轨的外侧套设有激光接收调节块，且激光接收调节块与该组导轨相互啮合，另一组导轨的外侧套设有激光发射调节块，且激光发射调节块与该组导轨相互啮合。
18.优选的，步进电机驱动模块包括步进电机驱动芯片u1，步进电机驱动芯片u1的1和2接线端串联一只电容c1，步进电机驱动芯片u1的29、28和14接线端连接gnd，步进电机驱动芯片u1的22和20接线端连接单片机esp32的step和dir接线端，步进电机驱动芯片u1的5、7、10和8接线端连接步进电机接口1、3、5、7接线端，步进电机驱动芯片u1的6和9接线端串联电阻r1和r2，步进电机驱动芯片u1的3接线端电性连接电阻r3的一端、电容c2的一端，步进电机驱动芯片u1的4接线端电性连接电容c2的另一端、电阻r3的另一端、步进电机驱动芯片u1的11接线端、电容c3的一端、电容c4的一端、有极电容c6的阳极、电阻r8的一端和电容c7的一端，电容c3的另一端电性连接、电容c4的另一端、有极电容c6的阴极、电阻r9的一端和电容c7的另一端，电阻r9的另一端电性连接发光二极管vcc1的阴极，发光二极管vcc1的阳极电性连接电阻r8的另一端，步进电机驱动芯片u1的12接线端电性连接电阻r11的一端和步进电机驱动芯片u1的13接线端，可调电阻r4的固定端贯穿电阻c5，可调电阻r4的一固定端接地，步进电机驱动芯片u1的12接线端连接可调电阻r4的可调节端，步进电机驱动芯片u1的12接线端的18、16和26分别电性连接电阻r5的一端、电阻r10的一端以及电阻r7的一端，且电阻r5、电阻r10以及电阻r7的另一端电性连接3.3v电源。
19.优选的，稳压模块包括稳压器ams1117-5和稳压器ht7333-3，稳压器ams1117-5的3接线端电性连接电容c9的一端、电容c11的一端和电源vcc，稳压器ams1117-5的2接线端电性连接电容c8的一端和电容c10的一端，电容c9、电容c11、电容c8和电容c10的另一端相互连接并接地，稳压器ht7333-3的2接线端连接5v输入电源，稳压器ht7333-3的3输出3.3v电源。
20.本实用新型的有益技术效果：
21.本实用新型提供的一种光伏发电板清灰监测装置，启动螺杆驱动组件带动激光发射调节块和激光接收调节块运动，通过激光发射调节块和激光接收调节块的配合检测光伏发电板正面的灰尘，从而达到自动化判断灰尘强度的目的，并在控制箱装有单片机esp32，可以实现网上数据管理与系统监测，方便人工进行管理，同时在光伏发电板出现故障可以及时上报，同时单片机esp32支持远程系统升级，避免了人工线下升级而导致的财力、人力
浪费，雨水传感器实现了激光扫描的智能化，避免在下雨天和清洗时机械的进行灰尘扫描而导致的电力浪费。
附图说明
22.图1为按照本实用新型的一种光伏发电板清灰监测装置的一优选实施例的装置整体立体结构示意图；
23.图2为按照本实用新型的一种光伏发电板清灰监测装置的一优选实施例的侧视图；
24.图3为按照本实用新型的一种光伏发电板清灰监测装置的一优选实施例的单片机esp32电路图；
25.图4为按照本实用新型的一种光伏发电板清灰监测装置的一优选实施例的步进电机驱动模块电路图；
26.图5为按照本实用新型的一种光伏发电板清灰监测装置的一优选实施例的第一稳压模块电路图；
27.图6为按照本实用新型的一种光伏发电板清灰监测装置的一优选实施例的第二稳压模块电路图；
28.图7为按照本实用新型的一种光伏发电板清灰监测装置的一优选实施例的系统图。
29.图中：1-光伏发电板，2-雨水传感器，3-步进电机，4-联轴器，5-控制箱，6-支撑腿，7-激光接收调节块，8-导轨，9-丝杆，10-激光发射调节块，11-侧固定块。
具体实施方式
30.为使本领域技术人员更加清楚和明确本实用新型的技术方案，下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
31.如图1-图6所示，本实施例提供的一种光伏发电板清灰监测装置，包括光伏发电板1，光伏发电板1正面四角处安装有侧固定块11，一侧的两个侧固定块11构造一组，在每组侧固定块11上设有沿光伏发电板1轴向上的螺杆驱动组件，一组螺杆驱动组件上套设有激光发射调节块10，另一组螺杆驱动组件上套设有激光接收调节块7，激光发射调节块10和激光接收调节块7相互对应配合，光伏发电板1底部的两侧安装有支撑腿6，光伏发电板1的底部上方安装有控制箱5，并在控制箱5的外侧安装有雨水传感器2；
32.控制箱5内置有单片机esp32、步进电机驱动模块、稳压模块、激光发射器模块和激光接收器模块；
33.单片机esp32通过a\d转换器连接激光发射器和激光接收器，单片机esp32电性连接步进电机驱动模块，稳压模块电性连接单片机esp32供电端，激光发射器模块安装在激光发射调节块10内，激光接收器模块安装在激光接收调节块7内。
34.启动螺杆驱动组件带动激光发射调节块10和激光接收调节块7运动，通过激光发射调节块10和激光接收调节块7的配合检测光伏发电板1正面的灰尘，从而达到自动化判断灰尘强度的目的，并在控制箱5装有单片机esp32，可以实现网上数据管理与系统监测，方便人工进行管理，同时在光伏发电板出现故障可以及时上报，同时单片机esp32支持远程系统
升级，避免了人工线下升级而导致的财力、人力浪费，雨水传感器2实现了激光扫描的智能化，避免在下雨天和清洗时机械的进行灰尘扫描而导致的电力浪费。
35.在本实施例中，螺杆驱动组件包括步进电机3、联轴器4、导轨8和丝杆9，在每组侧固定块11的外侧中部皆安装有步进电机3，且步进电机3的输出端通过联轴器4安装有导轨8，联轴器4位于侧固定块11的内部，每组侧固定块11内侧的下方沿光伏发电板1轴向上安装有丝杆9，一组导轨8的外侧套设有激光接收调节块7，且激光接收调节块7与该组导轨8相互啮合，另一组导轨8的外侧套设有激光发射调节块10，且激光发射调节块10与该组导轨8相互啮合。
36.启动步进电机3带动丝杆9运动，进而通过丝杆9带动激光接收调节块7和激光发射调节块10运行，从而实现检测光伏发电板1正面的灰尘，并在激光接收调节块7和激光发射调节块10移动的时候通过导轨8进行运动限位。
37.在本实施例中，步进电机驱动模块包括步进电机驱动芯片u1，步进电机驱动芯片u1的1和2接线端串联一只电容c1，步进电机驱动芯片u1的29、28和14接线端连接gnd，步进电机驱动芯片u1的22和20接线端连接单片机esp32的step和dir接线端，步进电机驱动芯片u1的5、7、10和8接线端连接步进电机接口1、3、5、7接线端，步进电机驱动芯片u1的6和9接线端串联电阻r1和r2，步进电机驱动芯片u1的3接线端电性连接电阻r3的一端、电容c2的一端，步进电机驱动芯片u1的4接线端电性连接电容c2的另一端、电阻r3的另一端、步进电机驱动芯片u1的11接线端、电容c3的一端、电容c4的一端、有极电容c6的阳极、电阻r8的一端和电容c7的一端，电容c3的另一端电性连接、电容c4的另一端、有极电容c6的阴极、电阻r9的一端和电容c7的另一端，电阻r9的另一端电性连接发光二极管vcc1的阴极，发光二极管vcc1的阳极电性连接电阻r8的另一端，步进电机驱动芯片u1的12接线端电性连接电阻r11的一端和步进电机驱动芯片u1的13接线端，可调电阻r4的固定端贯穿电阻c5，可调电阻r4的一固定端接地，步进电机驱动芯片u1的12接线端连接可调电阻r4的可调节端，步进电机驱动芯片u1的12接线端的18、16和26分别电性连接电阻r5的一端、电阻r10的一端以及电阻r7的一端，且电阻r5、电阻r10以及电阻r7的另一端电性连接3.3v电源。
38.在本实施例中，稳压模块包括稳压器ams1117-5和稳压器ht7333-3，稳压器ams1117-5的3接线端电性连接电容c9的一端、电容c11的一端和电源vcc，稳压器ams1117-5的2接线端电性连接电容c8的一端和电容c10的一端，电容c9、电容c11、电容c8和电容c10的另一端相互连接并接地，稳压器ht7333-3的2接线端连接5v输入电源，稳压器ht7333-3的3输出3.3v电源。
39.以上，仅为本实用新型进一步的实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型所公开的范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型的保护范围。