带轨道的光伏发电系统和方法_2

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件电动轮组包括正面轮和侧面轮;正面轮用于驱动;侧面轮用于定位;组件电动轮组实现清洁模块与光伏组件的配合滚动连接;轨道电动轮组与组件电动轮组同步运行;
受电器与一个轨状输电母线连接;轨状输电母线包括导电的轨道、跨接多个台架的杆状物、金属缆索或者相邻对接与外界绝缘并且电气连通的光伏组件上侧和/或下侧边框;轨状输电母线的电阻率小于0.3欧姆.毫米V米;轨状输电母线与电源的电极连接;受电器包括电动轮组和电刷;电源、轨状输电母线、受电器和通用光伏机器人的用电负载组成一个电气回路;持续供应通用光伏机器人电力,或者;
包括机架、电动轮组、受电器、专用设施和计算机控制模块;两根金属轨道上的电动轮组通过跨接式机架连接成为一体,专用设施包括清洁模块和摄像头;最简易的清洁模块包括一块清洁布或者一块刮板一一如汽车雨刮器的雨刮;专用设施与机架连接;电动轮组包括行驶于轨道上的轨道电动轮组和行驶于组件上的组件电动轮组;组件电动轮组包括正面轮和侧面轮;正面轮用于驱动;侧面轮用于定位;组件电动轮组实现清洁模块与光伏组件的配合滚动连接;轨道电动轮组与组件电动轮组同步运行;
受电器与一个轨状输电母线连接;轨状输电母线包括导电的轨道、跨接多个台架的杆状物、金属缆索或者相邻对接与外界绝缘并且电气连通的光伏组件上侧和/或下侧边框;轨状输电母线的电阻率小于0.3欧姆.毫米V米;轨状输电母线与电源的电极连接;受电器包括电动轮组和电刷;电源、轨状输电母线、受电器和通用光伏机器人的用电负载组成一个电气回路;持续供应通用光伏机器人电力,或者;
包括机架、电动轮组、受电器、专用设施和计算机控制模块;两根金属轨道上的电动轮组通过跨接式机架连接成为一体,专用设施包括清洁模块和摄像头;最简易的清洁模块包括一块清洁布或者一块刮板一一如汽车雨刮器的雨刮;专用设施与机架上垂下的缆索连接;电动轮组包括行驶于轨道上的轨道电动轮组和行驶于组件上的组件电动轮组;组件电动轮组包括正面轮和侧面轮;正面轮用于驱动;侧面轮用于定位;组件电动轮组实现清洁模块与光伏组件的配合滚动连接;轨道电动轮组与组件电动轮组同步运行;
受电器与一个轨状输电母线连接;轨状输电母线包括导电的轨道、跨接多个台架的杆状物、金属缆索或者相邻对接与外界绝缘并且电气连通的光伏组件上侧和/或下侧边框;轨状输电母线的电阻率小于0.3欧姆.毫米V米;轨状输电母线与电源的电极连接;受电器包括电动轮组和电刷;电源、轨状输电母线、受电器和通用光伏机器人的用电负载组成一个电气回路;持续供应通用光伏机器人电力;计算机控制系统通过缆索改变清洁模块的状态。
[0015]还可以令机架通过四个地面轮转向机构与地面轮连接,或者;
令清洁模块的基板两端分别与一个基板翻转机构连接;基板翻转机构用于调节基板的状态包括180度翻转基板;基板翻转机构的驱动输出部件与基板传动连接;基板翻转机构的主体通过一个一维移动副机构和一个提升驱动机构与提升板连接,提升板与机架连接;提升驱动机构驱动基板两端的基板翻转机构和基板一起沿提升板的中心线垂直提升,或者;令清洁模块包括基板和设置于基板单面或者两面的清洁部件和管路;清洁部件包括独立刮板、独立铲板、干式清洁器件、水洗清洁器件、吹风部件和集雪部件之一或其组合;
令独立刮板包括单独一块与刚性构件连接的弹性体挂条;刮板的作用包括刮尘和/或刮水;
铲板包括一把刀片。
[0016]有益效果:在光伏组件的台架上配置轨道,在轨道上运行光伏清洁机器人,避免了地面不平整对光伏清洁机器人作业的影响,还使得沿轨道方向或者说纵向前进、需要精密空间定位的光伏清洁机器人对横向及垂直方向的定位操作减少到最低限度,在理想情况下,只需要从轨道上驶过即可完成对光伏组件表面的清洁。在事后对既有光伏发电系统设置轨道,也可以避免地面不平整对光伏清洁机器人作业的影响,并使得光伏清洁机器人对横向及垂直方向的定位操作大幅度简化。利用与外界电气绝缘的轨道对各种光伏机器人供电可使其获得无限的续航能力。本发明为各种光伏机器人提供空间定位、电力和正确行使途径的轨道,使得光伏清洁机器人的造价大幅度降低,光伏组件表面保持清洁使得年发电量增加3至23%、并使光伏发电投资的年纯收益提高10至90%。带单轴太阳高度角调节机构的台架可实现跟踪太阳高度角,年发电量增加约19%并可以通过调节光伏组件倾角减缓冰雹的击打。使用轨道使得光伏组件清洁机器人对光伏组件之间的间隙不敏感。使用轨道可以建立基于轨道的光伏组件状态数据库,用于指导各类光伏组件专用设备的运作。夏季,植物包括杂草藤蔓生长极快,在为了保护耕地不进行地面固化的农地上,几天时间杂草藤蔓就会长高遮挡组件,需要除草机反复清除收割杂草藤蔓;采用基于轨道和轨状输电母线的除草机成本低、轻巧、续航力特长。使用农业机械可以对安装光伏组件的地面进行种植,有助于做到物尽其用包括在农地上同时实现种植和光伏发电。在轨道上运行的光伏组件清洁机器人,要求相邻的光伏组件表面尽可能光滑连接,所以要求台架安装精度误差小。采用与机架非刚性连接的清洁模块则对相邻的光伏组件的安装精度误差不敏感。采用一个磁路切换永磁铁磁吸装置,既可以实现轨道的连接,又允许轨道的轴向移动使得所述连接对轨道的热胀冷缩不敏感。
【附图说明】
[0017]图1、2分别是利用台架输电轨道运行光伏清洁机器人的侧视和后视结构示意图。
[0018]图3是一个双面清洁模块的底视图;图4是图3的0-0向剖视。
[0019]图5是一个钢管两端与内、外螺纹连接端连接的正剖结构示意图。
[0020]图6是一个由电源、轨状输电母线、受电器和用电负载组成的电路图。
[0021 ]图7是一个带轨道的光伏发电系统的控制系统组成框图。
[0022]图8是一个机架缆索连接组件上光伏清洁机器人的结构示意图。
[0023]图9、10分别是光伏清洁机器人与光伏组件滚动连接的侧视和正视结构示意图。
[0024]图11是轨状输电母线连接磁吸滚动电刷的示意图,也是图12磁吸滚轮电刷的放大。
[0025]图12是一个光伏巡视机器人的结构示意图。
[0026]图13是一个台架钢横杆件轨道与嵌入式电动轮组滚动连接的结构示意图。
[0027]图14是一个在光伏组件边框上设置轨状输电母线的结构示意图。
[0028]图15是一个安装于彩钢瓦天面的带轨道的光伏发电系统的结构示意图。
[0029]图16是南北向单层彩钢瓦天面安装带轨道的光伏发电系统的上视结构示意图。
[0030]图17是一个在既有光伏发电系统上设置农用薄膜组成光伏大棚的结构示意图。
[0031]图18和图19分别是一个多尖顶玻璃光伏大棚的侧视和正视结构不意图。
[0032]图20是一个通用光伏机器人在立面内外侧换轨的工作原理图。
[0033]图21是一个平天面光伏大棚的侧视结构示意图。
[0034]图22是一个兼作光伏大棚天面的光伏电池板部件不连续布置的示意图。
[0035]图23和图24分别是两排带太阳高度角跟踪装置台架的侧视和正视结构示意图。
[0036]图25是角钢立柱用转动板连接承托件的上视图,3个立柱逐步增加承托件和轨道。
[0037]图26是一个在台架角钢立柱上用转动板连接承托件的正视结构示意图。
[0038]图27是圆管立柱用转动板连接承托件的上视图,3个立柱逐步增加承托件和轨道。
[0039]图28是一个在台架圆管立柱上用转动板连接承托件的正视结构示意图。
[0040]图29和图30分别是通用光伏机器人清洁槽式聚光太阳能装置的正视及右视图。
[0041]图31是一个带风机布条清洁装置的通用光伏机器人的工作原理图。
[0042]图32是一个电动履带轮组的结构示意图。
[0043]图中1.台架;2.光伏组件;3.轨道;4.上轨平台;5.磁吸滚轮电刷;6.绝缘承托件;7.立柱;8.基粧;9.钢管;10.弹貪;11.标记;12、13.连接端;14.板手槽;15.电气插座;16.电动轮组;17.机架;18.清洁模块;19.地面轮转向机构;20.磁吸装置;21.地面轮组;22.负压源;23.摄像头;24.电刷;25.电源;26.用电负载;27.基板;28.敏感轮;29.阻水器;30.输出电线端;31.基板翻转机构;32.提升驱动机构;33.提升板;34.铲板;35.电力线载波通讯模块;36.长口吸尘嘴;37.刮尘板;38.布水洁布滚筒;39.长口吸水嘴;41.刮水板;42.中轴管;43.布水管;44.洁布材料;46.螺旋线;47.空气净化器;48.铲板丝杆机构;50.电动轮组接口电路;51.清洁模块接口电路;52.电源接口电路;53.光伏组件接口电路;54.数据总线;56.主控电路;57.垫块;58.缆索;59.边框;60.输电线;61.卷扬机;62.组件电动轮组;63.正面轮;64.侧面轮;65.移动副机构;66.桥架;67.平面转动副机构;68.绝缘材料;70.磁吸滚轮;
71.滚珠或者滚轮滑块;72.轨状输电母线;73.受电器;74.金属片或者金属型材;76.框架阵列;77.短柱;78.型钢;79.安装空间;81.竖直边;82.水平边;83.单层彩钢瓦屋顶;84.网架结构体;85.大跨度梁;86.集水槽;87.通用光伏机器人;88.插电机械臂;89.真空吸爪总成;91.换轨通道;92.排间农业机器人;93.台架内农业机器人;94.开口筒形滑轨;95.嵌入式滑块;96.薄膜;97.光伏大棚;98.落水管;99.汇水管;101.轨道梁;102.作业模块;103.架空电缆;104.受电弓;105.接地滚轮;107.钢构架;108.立面;109.朝南坡面;111.朝北坡面;112.天面上换轨轨道;113.天面下换轨轨道;114.天面上换轨机器人;116.转向座;117.驳接轨道;118.撑杆;119.天面下换轨机器人;121.电动伸缩机械臂;122.内立面轨道;123.外立面轨道;124.竖直内转轴;126.内转轨;127.竖直外转轴;128.外转轨;129.可转动玻璃板;131.玻璃板倾角调节装置;132.行车;133.鼓风机总成;134.平顶天面;135.牵头杆;136.钢丝网卷筒;137.钢丝网;138.钢丝网卷扬机;139.跟踪装置;140.电动丝杆;141.转动副机构;142.蜗杆;143.涡轮部件;144.转动板;146、147.转动副机构;148.立柱连接界面;149.轨道承托件;151丝杆调节机构;152.螺母;153.槽式聚光器;154.元件;156.储水罐;157.元件清洁器;158.护罩;159.吸尘器;160.布条柔索;161.电动履带轮组;162.履带轮;163.履带;164.液压/气动元件;165.球面副机构。
【具体实施方式】
[0044]图1至7共同给出实施例1。
[0045]实施例1,制造一个带轨道的光伏发电系统,包括台架1、光伏组件2、输变电装置、计算机控制系统、一组两根平行钢管轨道3、运行于轨道3上的电动装置一一通用光伏机器人和上轨平台4;轨道3通过绝缘承托件6与台架I连接;轨道3布置方向与台架I排布方向平行。台架I包括立柱7、横杆、斜撑、附件和基粧8;立柱7的底端用紧固件连接钢筋混凝土基粧
8。光伏组件2安装于台架I上;光伏组件2通过输出电线端30和电气插座15与输变电装置电气连接。绝缘承托件6用钢材制成,其与轨道3之间含有一个绝缘材料瓦,实现轨道3与台架I两者的电气绝缘。绝缘承托件6含有一个磁路切换永磁铁磁吸装置20,用于在轨道3安装完成后实现进一步磁吸连接轨道3;轨道3采用薄壁不锈钢钢管9制成,不锈钢钢管耐候性好。钢管9上制作标记11。标记11包括用不锈钢尺上的黑铬标记技术制作。标记11中的一部分还可以采用条形码方式,以便日后在数据库里加载更多信息包括水路阀门的相对位置信息及其型号。标记11包括通过摄像头摄取并提供计算机控制系统,可以实时精确一一精度误差小于I毫米一一提供光伏组件机器人在带轨道的光伏发电系统中的空间位置,方便光伏组件清洁机器人作业包括避免与光伏组件2上的边框冲撞。
[0046]在钢管9两端分别套接并焊接带有内螺纹的连接端12和带有外螺纹的连接端13;两个连接端12、13上各自带有扳手槽14配合扳手连接。若干根钢管9两端螺纹连接加长构成一根长轨道3并作为一根输水管与水源接通。在钢管9即轨道3的最外端各采用一根弹簧10与基础连接。弹簧10使得钢管9即轨道3绷紧,其优点包括:轨道3可以承受更重的负载、无需在轨道3中部设置与基础的连接并且对轨道3的热胀冷缩不敏感。
[0047]通用光伏机器人包括电动轮组16、机架17和安装于机架17上的专用设施一一清洁模块18;—组两根轨道3分别与光伏清洁机器人的两组电动轮组16配合滚动连接,每组电动轮组16包括两个轮子;两组电动轮组16通过一个跨接型机架17跨过光伏组件2连接。光伏组件2的输出电线端30插入电气插座15。
[0048]机架17上方安装清洁模块18即机架17刚性连接清洁模块18;机架17的下方通过四个地面轮转向机构19与四组地面轮组21连接。地面轮转向机构19能够单独旋转一个地面轮组21;地面轮组21带刹车装置并可以前进或者后退;以地面轮组21与电动轮组16平行为基准,地面轮转向机构19的转动范围为正负120度。机架17上面还安装一个负压源22和一个摄像头23。摄像头23带机械调节臂。通用光伏机器人电刷24与轨道3电气连接,一组两根轨道3通过输电接线与电源25的两个电极连接。清洁模块18的用电负载26、两根轨道3、两处电刷24和电源25组成一个电路回路。电刷24包括石墨电刷。
[0049]在轨道3包括相邻两排光伏系统台架I上的两根轨道3上运行的电动装置包括种植养殖机器人;用电负载26还包括固定的用电器件譬如充电设施和太阳光跟踪装置。
[0050]电源25包括直流和交流电源;电源25的电压不限,包括直流电范围12至300伏。清洁模块18包括基板27、设置于基板27两面的两组镜像对称的清洁部件、管路一一包括排气管和给水管、敏感轮28和阻水器29。清洁模块18的基板27两端分别与一个基板翻转机构31连接;基板翻转机构31用于180度翻转基板27使之适应反方向运行一一本排若从左向右清洁则下一排从右向左清洁。基板翻转机构31包括一个电动涡轮机构;基板翻转机构31的驱动输出部件与基板27传动连接;基板翻转机构31的主体通过一个一维移动副机构和一个提升驱动机构32与提升板33连接;提升驱动机构32包括电动丝杆和气动驱动器件,提升驱动机构32能驱动基板27两端的基板翻转机构31和基板27—起沿提升板33的中心线垂直提升;提升幅度为20至100毫米。所述提升作用包括用于清洁模块18吸收光伏组件2的高度安装精度误差、令清洁模块18不与光伏组件2接触以便快速通过和越过光伏组件2破损时翘起的玻璃残片。提升板33与机架17连接。敏感
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