一种光伏集水除尘和灌溉的系统及其控制方法与流程

本发明属于光伏领域,具体涉及一种光伏集水除尘和灌溉的系统及其控制方法。

背景技术：

1、大型光伏基地一般选择在三北地区，远离人类居住区，普遍存在干旱少雨缺水的地理条件，一方面不利于地表植被生态恢复，另一方面也不利于就近取水对光伏电站进行定期清洗维护。

2、一般条件下，因灰尘堆积造成的光伏电站发电损失可达3％左右，在西北部沙尘频繁地区，因沙尘造成的光伏发电损失更大，清洗措施可显著降低灰尘影响，提升光伏电站发电量。

3、目前清洗方式主要分为人工清洗和自动化清洗，人工清洗成本高、效率偏低、取水用水受限制；自动化清洗形式多样，但总体来看受电站现场条件影响大，适用性不高，运维压力大，成本高。

4、此外，光伏用地地表生态修复日益受到关注，通常在环境恶劣地区需要人工种草并进行补水维护，成活率低、人力成本高，干旱缺水地区地表植被恢复不理想。

5、针对沙戈荒大型光伏基地，当前的光伏电站设计和建设方案缺乏对建成后清洗光伏阵列及地表植被恢复的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种光伏集水除尘和灌溉的系统及其控制方法，解决了现有的光伏阵列清洗存在效率低、成本高的缺陷，进而导致光伏基地选择在三北地区的光伏发电效率受到影响。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

3、本发明提供的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，包括集水清洗除尘系统和灌溉系统，其中，所述集水清洗除尘系统用于收集、储存雨水，并利用储存的雨水对光伏组件表面进行清洗除尘；

4、所述灌溉系统用于储存的雨水进行灌溉；

5、所述集水清洗除尘系统包括集水组件和与集水组件相连接的伸缩清洗组件。

6、优选地，所述集水组件包括集水槽和储水箱，其中，所述集水槽安装在目标光伏阵列下沿处的边框外侧，且沿目标光伏阵列的通长布置；

7、所述集水槽的出水口与储水箱的进水口连接；

8、所述储水箱安装在目标光伏阵列的基础上，其出水口与伸缩清洗组件连接。

9、优选地，所述储水箱包裹在基础的外侧，形成回字形结构。

10、优选地，所述集水槽的底部设置有用于对其进行支撑的前支撑杆，所述前支撑杆的自由端固定在基础上。

11、优选地，所述伸缩清洗组件包括顶部储水管和可调喷嘴，其中，所述顶部储水管安装在目标光伏阵列上沿处的边框外侧，且沿目标光伏阵列的通长布置；

12、所述顶部储水管的进水口与集水组件的出水口连接；所述顶部储水管上沿其轴向开设有多个出水口，每个出水口处安装有可调喷嘴。

13、优选地，所述顶部储水管上设置有用于对其进行支撑的后支撑杆，所述后支撑杆的自由端固定在储水箱上。

14、优选地，所述顶部储水管和集水组件出水口之间设置有增压水泵。

15、优选地，所述灌溉系统包括地面导水管和地面喷头，其中，所述地面导水管的进水口与集水组件的出水口连接，所述地面导水管的出水口与多个地面喷头连接。

16、优选地，还包括控制集水清洗除尘系统和灌溉系统的启停的自动清洗灌溉控制系统；所述自动清洗灌溉控制系统包括数据采集单元和控制系统，其中：

17、所述数据采集单元包括用于测量安装在光伏组件边框上的测试台上积聚灰尘量的灰尘积聚重量感应器；用于测量测试台上辐射损失量的辐射仪；用于测量储水箱水量的水位传感器，以及，用于测量目标地的土壤湿度的湿度传感器；所述控制系统包括控制器，所述控制器用于根据采集到的信息控制集水清洗除尘系统和灌溉系统的启停。

18、一种光伏集水除尘和灌溉的方法，基于所述的系统，包括以下步骤：

19、步骤1，实时获取储水箱的水位信息、光伏组件表面的灰尘积聚重量和辐射量损失、目标地的土壤湿度；设定灌溉周期时间；

20、步骤2，将得到的水位信息、灰尘积聚重量或辐射量损失分别控制伸缩清洗组件的启停，同时，根据灰尘积聚重量或辐射量损失控制伸缩清洗组件的工作模式；

21、根据设定的灌溉周期时间或目标地的土壤湿度控制灌溉系统的启停，同时，根据目标地的土壤湿度控制灌溉系统的工作状态；

22、步骤3，实时获取储水箱的水位信息，并与预设位置阈值进行比对，根据比对结果控制伸缩清洗组件和灌溉系统的启停。

23、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

24、本发明提供的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，在常规光伏阵列上安装集水组件，利用光伏组件表面搜集雨水并就地储存，需要时抽取存水由伸缩清洗组件对光伏组件表面进行喷射，用以清除灰尘；同时，还能够向下引水，供地面灌溉系统使用；本发明实现了水资源高效循环利用，且能够保证光伏阵列清洗效果同时，兼顾地面植被的恢复。

技术特征：

1.一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，包括集水清洗除尘系统和灌溉系统，其中，所述集水清洗除尘系统用于收集、储存雨水，并利用储存的雨水对光伏组件表面进行清洗除尘；

2.根据权利要求1所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，所述集水组件包括集水槽和储水箱，其中，所述集水槽安装在目标光伏阵列下沿处的边框外侧，且沿目标光伏阵列的通长布置；

3.根据权利要求2所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，所述储水箱包裹在基础的外侧，形成回字形结构。

4.根据权利要求2所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，所述集水槽的底部设置有用于对其进行支撑的前支撑杆，所述前支撑杆的自由端固定在基础上。

5.根据权利要求1所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，所述伸缩清洗组件包括顶部储水管和可调喷嘴，其中，所述顶部储水管安装在目标光伏阵列上沿处的边框外侧，且沿目标光伏阵列的通长布置；

6.根据权利要求5所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，所述顶部储水管上设置有用于对其进行支撑的后支撑杆，所述后支撑杆的自由端固定在储水箱上。

7.根据权利要求5所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，所述顶部储水管和集水组件出水口之间设置有增压水泵。

8.根据权利要求1所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，所述灌溉系统包括地面导水管和地面喷头，其中，所述地面导水管的进水口与集水组件的出水口连接，所述地面导水管的出水口与多个地面喷头连接。

9.根据权利要求1所述的一种光伏集水除尘和灌溉的系统，其特征在于，还包括控制集水清洗除尘系统和灌溉系统的启停的自动清洗灌溉控制系统；所述自动清洗灌溉控制系统包括数据采集单元和控制系统，其中：

10.一种光伏集水除尘和灌溉的方法，其特征在于，基于权利要求1-9中任一项所述的系统，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供的一种光伏集水除尘和灌溉的系统及方法，包括集水清洗除尘系统和灌溉系统，其中，所述集水清洗除尘系统用于收集、储存雨水，并利用储存的雨水对光伏组件表面进行清洗除尘；所述灌溉系统用于储存的雨水进行灌溉；所述集水清洗除尘系统包括集水组件和与集水组件相连接的伸缩清洗组件；本发明实现了水资源高效循环利用，且能够保证光伏阵列清洗效果同时，兼顾地面植被的恢复。

技术研发人员：陈大英,张立英,黄力哲,杨正光,刘永亮,王欢,刘均,贾宜萌,王伟,杜闯,吕贝,林盘盘
受保护的技术使用者：温州泰涵新能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/16