太阳能电池板自动清洁系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种太阳能电池板自动清洁系统，属于清洁设备制造技术领域。
【背景技术】
[0002] 随着光伏产业的发展，新型环保能源越来越被重视，尤其是太阳能电池板发电得 到了大规模地使用。目前所用到的太阳能电池板，例如：大型集中电厂、分布式电厂、家庭 自建电厂以及公园里面的太阳能节能灯等等，都存在一个后期较难维护的问题，就是电池 板表面长期堆积的脏污、灰尘、积雪等杂物会很大程度影响电池板的光电转换率和使用寿 命。目前用于太阳能电池板清洁的产品大致分为两类：即：人工洒水清洗及智能机器人清 洗。人工洒水清洗既存在劳动力与水资源浪费的问题，又受到一些特殊场合，比如：水资源 匮乏、多风沙等环境无法满足清洁要求的限制；而智能清洁机器人的清洗效率低下、可靠性 差、前期设备资金投入及后期维护费用都较高。 【实用新型内容】
[0003] 本实用新型所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种太阳能电池 板自动清洁系统，能够根据信号采集单元采集到的太阳能电池板污染程度信息，如光电转 换率和灰尘污染率、太阳能电池板表面温度以及光信号强度等在内的特定参数来判断是否 需要对太阳能电池板进行清理，以此提高发电转换效率和电池板的使用寿命；结构简单操 作方便，保证了太阳能电池板最大程度上持续较高的光电转换效率。
[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：
[0005] -种太阳能电池板自动清洁系统，包括设置在太阳能电池板上的控制单元和清洁 单元，驱动单元通过传动单元使清洁单元运动，对太阳能电池板的表面进行清洁，太阳能电 池板自动清洁系统还包括采集太阳能电池板污染程度信息的信号采集单元，控制单元根据 信号采集单元的监测信号进行判断后输出控制信号给所述驱动单元，控制启动清洁单元工 作。
[0006] 根据不同的需要，所述信号采集单元的监测信号可以为很多种。在其中的一个实 施例中，所述监测信号为太阳能电池板的输出电压和输出电流；所述控制单元根据输出电 压和输出电流换算出所述太阳能板的光电转换率，并依据所述光电转换率的大小输出控制 信号给所述驱动单元，控制启动清洁单元工作。
[0007] 在另一个实施例中，所述信号采集单元的监测信号为光信号强度，所述控制单元 根据光信号强度大小输出控制信号给所述驱动单元，控制启动清洁单元工作。
[0008] 在再一个实施例中，所述信号采集单元的监测信号为太阳能电池板表面的实时图 像，所述控制单元将实时图像做空间变换后，根据污染区域直方图的分布状况得到灰尘污 染率；所述控制单元根据所述灰尘污染率的大小输出控制信号给所述驱动单元，控制启动 清洁单元工作。
[0009] 另外，所述信号采集单元的监测信号还可以为太阳能电池板表面的温度，所述控 制单元根据所述温度的大小输出控制信号给所述驱动单元，控制启动清洁单元工作。
[0010] 太阳能电池板自动清洁系统的所述传动单元包括设置在太阳能电池板两端的软 轴，其中一端的所述软轴与所述驱动单元连接并在驱动单元输出的动力驱动下运动。所述 软轴的截面由里到外包括钢丝软轴、软轴支架和软轴套管，其中的软轴支架为塑料件，软轴 套管为钢管。
[0011] 所述驱动单元包括驱动电机和减速箱，所述软轴的两端分别固定有链轮，链轮上 啮合有链条。所述驱动电机输出的动力通过减速箱减速后，其输出端与设置在太阳能电池 板一端的软轴上固定的链轮相连并驱动其转动，链轮与软轴同步转动并带动链条运动。
[0012] 综上所述，本实用新型能够根据信号采集单元及时反馈的包括光电转换率和灰尘 污染率在内的特定参数来判断是否需要对太阳能电池板进行清理，以此提高发电转换效率 和电池板的使用寿命；结构简单操作方便，保证了太阳能电池板最大程度上持续较高的光 电转换效率。
[0013] 下面结合附图和具体实施例，对本实用新型的技术方案进行详细地说明。
【附图说明】
[0014] 图1为本实用新型整体结构示意图；
[0015] 图2为图1的A向视图；
[0016] 图3为图1的B向视图；
[0017] 图4为本实用新型实施例一的工作流程简图；
[0018] 图5为本实用新型软轴的结构示意图；
[0019] 图6为本实用新型软轴的截面示意图
[0020] 图7为本实用新型清洁组件结构示意图；
[0021] 图8和图9分别为本实用新型滑块与导轨的结构示意图；
[0022] 图10和图11分别为太阳能电池板清洁区域和污染区域的HIS图像；
[0023] 图12和图13分别为清洁区域和污染区域的直方图。
【具体实施方式】
[0024] 实施例一
[0025] 图1为本实用新型整体结构示意图；图2和图3分别为图1的A、B向视图。如图 1至图3所示，本实用新型提供一种太阳能电池板自动清洁系统，包括设置在太阳能电池板 100上的控制单元200和清洁单元，驱动单元300通过传动单元400使清洁单元500往复运 动，从而对太阳能电池板100的表面进行清洁。为了能够在有效清洁的同时又节约能源，所 述太阳能电池板自动清洁系统还包括信号采集单元210,控制单元200根据信号采集单元 210的监测信号进行判断后，输出控制信号给所述驱动单元，自动启动该清洁单元工作。
[0026] 图4为本实用新型实施例一的工作流程简图。如图4所示，所述的信号采集单元 210与太阳能电池板100连接，太阳能电池板100接收光照S后，输出电压值、电流值给信号 采集单元210,信号采集单元210通过计算输出一个功率值Pmax给控制单元200,控制单元 200接收到功率值Pmax后，通过光电转化效率的计算公式计算出实际转化效率n a，
[0027] 具体公式为：= .
[0028] 其中，Sa为有效面积；G为辐照度，是一个常量。
[0029] 控制单元200还设有与实际转化效率na进行比较的启动阈值η 1和结束阈值 η2,当实际转化效率na低于η?时，控制单元200输出脉宽调制信号驱动电机电路，驱动 单元300启动，使传动单元400带动清洁单元500往复运动进行清洁，当实际转化效率n a 高于n2时，驱动单元300停止工作，清洁单元500停止清洁。目前，太阳能电池板的材质多 为晶体硅，其中单晶硅的光电转换率比多晶硅高，单晶硅为15 %左右，而多晶硅则为12 % 左右。本实用新型中太阳能电池板的材质采用单晶体娃，η2值为15%左右。
[0030] 如图1并结合图2所示，所述驱动单元300包括驱动电机和减速箱。所述传动单 元400包括设置在太阳能电池板100两端的软轴410,软轴410的两端固定有链轮411，链 轮411上啮合有链条412。驱动电机输出的动力通过减速箱减速后，其输出端与设置在太阳 能电池板100 -端的软轴410上固定的链轮411相连并驱动其转动，链轮411与软轴410 同步转动并带动链条412运动。
[0031] 图5为本实用新型钢丝软轴的结构示意图；图6为本实用新型钢丝软轴的截面示 意图。如图5、图6并结合图1、图2所示，由于太阳能电池板100的长度较长，本实用新型 采用软轴410而不是刚性轴进行动力传动，可以减少因振动而损失的电机输出扭矩。更具 体地，如图6所示，软轴410的截面由里到外包括钢丝软轴420、软轴支架421和软轴套管 422,其中的软轴支架421为塑料件，软轴套管422为钢管，软轴支架421用以支撑软轴套管 422,使两者在转动时能够同步而不会发生相对位移。
[0032] 图7为本实用新型清洁组件结构示意图；图8和图9分别为本实用新型滑块与导 轨的结构示意图。如图7至图9所示，所述清洁单元500包括清洁支架510以及设置在清 洁支架510上的清洁元件，所述清洁元件可以采用刮条、刷毛等结构；清洁支架510的两端 分别与太阳能电池板两侧的链条412连接，并固定于滑块520上，滑块520能够沿太阳能电 池板100两侧边缘滑动，进而带动设置在清洁支架510上的清洁元件往复运动以实现对太 阳能电池板100表面的清洁。
[0033] 在太阳能电池板的两侧可以设置导轨600，在本实施例中，为了节省空间，简化结 构，所述导轨600是直接将太阳能电池板的边框采用平行铝型材制成。滑块520上开设有 供所述导轨600穿过的通孔524,所述滑块520通过轴承组能够沿导轨600滑动。所述轴 承组具体包括两个第一轴承530和一个第二轴承540,其中第一轴承530的直径比第二轴 承540的直径大一些，第一轴承530和第二轴承540分别位于导轨600的上下两侧。滑块 520上还设有可供清洁支架510上下位移的滑槽521，清洁支架510设置在所述滑槽521中 并通过弹片522定位，使其具备一定的预紧力。当太阳能电池板100的表面不平整时，清洁 支架510上的刮条和刷毛仍然可以很好的与其贴合，100%覆盖清洁表面，以利于对其表面 的清洁，防止漏扫部分出现。
[0034] 如图1所示，在太阳能电池板100的两端还分别设有限位开关700,所述限位开关 700为撞板开关，该限位开关700输出信号给所述控制单元200,当清洁支架510碰触到某 一个限位开关700时，控制单元控制驱动电机反方向转动，从而使得清洁单元在太阳能电 池板两端进行往复清洁运动。另外，当太阳能电池板100的长度较长时，还需要在太阳能电 池板的底部设置辅助支撑链轮组件800用以张紧链条412,使得链条传动均匀稳定。
[0035] 上述太阳能电池板自动清洁系统的控制方法具体包括：首先，设置特定参数的启 动阈值，在本实施例中，特定参数为太阳能电池板的光电转换率，启动阈值为η 1 ;其次，监 测并获得所述特定参数的实时值，即：监测太阳能电池板的