一种光伏阵列清洁装置的制作方法

本实用新型涉及光伏阵列清洁装置技术领域，尤其涉及一种屋面光伏电站组件表面的清扫设备。

背景技术：

近年来，随着现代科学技术的飞速发展，人类对太阳能的使用越来越多，因此目前太阳能电池光伏发电站的建设越来越多，光伏电站，是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统；光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目；可以分为带蓄电池的独立发电系统和不带蓄电池的并网发电系统；太阳能发电分为光热发电和光伏发电；现时期进入商业化的太阳能电能，指的就是太阳能光伏发电；随着光伏产业的不断壮大以及光伏产业的商业化，光伏电站在运营管理中的各种问题也开始突显，尤其是直接关系到发电效率的光伏组件的清洁问题；对于大型光伏并网电站的运营，发电量是至关重要的指标之一，而影响发电量的因素除了逆变器、变压器、电缆等设备的损耗外，当属空气中灰尘对发电量的影响，严重的局部遮盖还会导致“热斑效应”。灰尘对光伏组件性能会产生负面影响，甚至光伏组件上的局部阴影也会引起输出功率的明显减少；根据美国国家航空航天局研究显示每平方米仅有4.05g的灰尘层就能减少太阳能转换40％，尤其是环境条件较差的北方地区，影响更加明显屋面光伏电站多位于城市屋顶之上，城市中灰尘多，空气中含有油性物质，落在组件表面难以清洗，影响发电量，并且屋面光伏电站分布比较分散，集中清洗不容易，目前市场上清扫方式仍以人工或雨天自然清扫为主，这种方式不但耗水多、成本高，而且效率低，易造成光伏组件下表面产生水渍，影响发电效率和组件寿命。

技术实现要素：

本部分的目的在于概述本实用新型的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和实用新型名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和实用新型名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本实用新型的范围。

鉴于上述或和现有便携智能系统中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的其中一个目的是提供一种光伏阵列清洁装置，通过自动清扫，可指定清扫时间和频率；自带充电组件，无需外部供电；全方位清扫，解决人工无法清扫的区域；解决光伏组件下表面长期积水产生水渍；提高光伏组件表面清洁度，提高发电效率，保证组件寿命。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：一种光伏阵列清洁装置，包括设置有容纳空间的箱体部件、用于清洁光伏组件的清扫部件、设置于所述光伏阵列清洁装置两端的行走部件、为所述智能清扫装置提供运行能量的能源部件，以及，与所述行走部件相连接的驱动部件，还包括：控制单元，设置于所述箱体部件容纳空间的底端，控制整个装置的运动，所述控制单元包括设置于行走部件上的行程感应装置，所述行程感应装置感应到设置在光伏阵列两端的限位装置，发出换向和/或停止信号，实现清洁装置的反向运行和/或停止。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：所述控制单元还包括设置于行走部件上的复位探测组件，在所述光伏阵列清洁装置运行过程中，当所述复位探测组件检测到装置无法正常通过光伏阵列，所述复位探测组件发出信号至所述控制单元，进而控制所述光伏阵列清洁装置返回停机位并通过设置在所述行走部件上的指示组件给出反馈。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：所述行走部件包括分别设置于所述光伏阵列清洁装置两端的第一行走组件和第二行走组件，所述第一行走组件包括第一主动轮和第一限位轮，所述第一限位轮与所述第一主动轮垂直设置，所述第一限位轮上设置有防风部件。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：所述第一限位轮通过固定轴与所述光伏阵列清洁装置相连接，所述防风部件设置于所述固定轴上，且一端自所述固定轴向所述箱体部件内部延伸。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：所述第二行走组件包括第二主动轮和第二限位轮，所述第二限位轮与所述第二主动轮垂直设置，所述第二限位轮设置于调节部件内。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：其特征在于，所述驱动部件包括第一驱动组件，所述第一驱动组件与所述第一行走组件相连接，且通过电源开关控制所述第一驱动组件的开启与关闭。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：其特征在于，所述清扫部件，包括滚动轴和附着于所述滚动轴上的毛刷，所述毛刷呈螺旋状排列，通过所述滚动轴的旋转带动完成清洁。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：所述毛刷在靠近所述滚动轴两端，其高度高于其余非靠近所述滚动轴两端的毛刷。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：所述第二主动轮与所述第一主动轮通过连接轴相连接，与所述第一主动轮相连接的所述第一驱动组件驱动所述第一主动轮和所述第二主动轮转动，从而带动所述智能清扫装置在光伏组件水平面上运动。

作为本实用新型所述的光伏阵列清洁装置的一种优选方案，其中：所述能源部件包括蓄电池和充电组件，且与所述控制单元和行走部件连接，提供运行所需的动力。

本实用新型提供一种光伏阵列清洁装置，与现有技术相比本实用新型的有益效果是：一是通过控制单元与行程开关对设备发出换向和停止信号，实现清扫设备的反向运行和停机，能够解决因清扫设备故障遮盖光伏电板出现热板效应的问题；二是通过行走单元与清扫部件的配合工作，能够实现同步行走和清扫，更加有效的清扫灰尘；三是通过限位轮与光伏面板下侧面的距离，适应不同的屋面光伏电站安装尺寸，这样清扫设备可以沿着光伏板边框自由行走，能过保证清扫设备在运行时不偏离方向；四是通过设有的防风板，防止清扫设备被大风吹落。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1为本实用新型所示第一个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型所示第一个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置的底端内侧结构示意图；

图3为本实用新型所示第二个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置复位探测组件的结构示意图；

图4为本实用新型所示第三个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置行走部件的结构示意图；

图5为本实用新型所示第四个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置防风部件的结构示意图；

图6为本实用新型所示第五个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置清扫部件的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

再其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

图1～2示出了光伏阵列清洁装置在第一个实施例中的结构示意图，该装置包括箱体部件100、清扫部件200、行走部件300、能源部件400、驱动部件500以及控制单元600。具体的，如图1示出了本实用新型中第一个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置的整体结构示意图，图中箱体部件100设置有容纳空间，容纳空间内能够容纳电路相关的元件或者电路板，从而形成独立的电路控制系统；这种系统是为了保证一次设备运行的可靠与安全，需要有许多辅助电路设备为之服务，能够实现某项控制功能的若干个电器元件的组合，称为控制回路或二次回路；这些设备要有以下功能：(1)自动控制功能，电流开关设备的体积是很大的，一般都采用操作系统来控制分、合闸，特别是当设备出了故障时，需要开关自动切断电路，要有一套自动控制的电路操作设备，对供电设备进行自动控制；(2)保护功能，电路设备与线路在运行过程中会发生故障，电流(或电压)会超过设备与线路允许工作的范围与限度，这就需要一套检测这些故障信号并对设备和线路进行自动调整(断开、切换等)的保护设备；(3)监视功能，电是眼睛看不见的，一台设备是否带电或断电，从外表看无法分辨，这就需要设置各种视听信号，如灯光和音响等，对一次设备进行电路监视；(4)测量功能，灯光和音响信号只能定性地表明设备的工作状态(有电或断电)，如果想定量地知道电路设备的工作情况，还需要有各种仪表测量设备，测量线路的各种参数，如电压、电流、频率和功率的大小等，在设备操作与监视当中，传统的操作组件、控制电器、仪表和信号等设备大多可被电脑控制系统及电子组件所取代，但在小型设备和就地局部控制的电路中仍有一定的应用范围，这也都是电路实现微机自动化控制的基础。清扫部件200，其设置于箱体部件100的底部，该清洁部件200为用于清洁光伏组件的清扫设备，清扫设备顾名思义就是为了清洁而设计的机械设备，清扫设备发挥着高效清洁的作用，它降低了清洁的人力成本的同时也提高了工作效率和清洁度。行走部件300设置于光伏阵列清洁装置的两端，该行走部件300能够使光伏阵列清洁装置在太阳能光伏板上实现行走，这样该装置上的清扫部件200就能够沿着光伏板边框自由行走，从而对光伏阵列板进行清扫，同时装置两端均设置行走部件300，行走部件300上设有可行走的轮组，保证清扫设备在运行时不偏离方向。能源部件400包括蓄电池、充电组件，通过充电组件对蓄电池进行充电，自动根据蓄电池电压的不同状况，优选采用恒流快充、涓流浮充、充满时自动停充方式，与控制单元600和行走部件300连接，提供运行所需的动力。

如图2所示为本实用新型第一个实施例中一种光伏阵列清洁装置的底端内侧结构示意图，参照图2，该装置还包括驱动部件500以及控制单元600，具体的，驱动部件500设置在行走部件300上并与其相连接，其通过能源部件400所提供的能源产生动力，从而该动力驱使行走部件300的轮组和清扫部件200的运作，实现光伏阵列清洁装置行走和清扫的同步运作，在此实施方式中驱动部件500可以优选电机，同时与能源部件400和行走部件300相连接，与蓄电池连接获得转动的动力，与控制组件连接，执行信号命令；电机依据电磁感应定律实现电能转换或传递的一种电磁装置，它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源，导体受力的方向用左手定则确定；这一对电磁力形成了作用于电枢一个力矩，这个力矩在旋转电机里称为电磁转矩，转矩的方向是逆时针方向，企图使电枢逆时针方向转动；如果此电磁转矩能够克服电枢上的阻转矩，电枢就能按逆时针方向旋转起来，因此控制系统内发出的信号，可改变电机的转动方向，从而控制设备的启动、停止、换向和返回停机位。

控制单元600设置于箱体部件100容纳空间的底端，控制整个设备的运动，控制单元600设有控制组件，是照预定顺序改变主电路或控制电路的接线和改变电路中电阻值来控制电动机的启动、调速、制动和反向的主令装置，它是发布命令的“决策机构”，即完成协调和指挥整个计算机系统的操作，控制组件可以选择组合逻辑控制器和微程序控制器，两种控制器各有长处和短处。组合逻辑控制器设计麻烦，结构复杂，一旦设计完成，就不能再修改或扩充，但它的速度快。微程序控制器设计方便，结构简单，修改或扩充都方便，修改一条机器指令的功能，只需重编所对应的微程序；要增加一条机器指令，只需在控制存储器中增加一段微程序，但是，它是通过执行一段微程。控制组件接受和发出信号控制设备的启动、停止、换向和返回停机位，能够有效的解决清扫设备因为故障停留在光伏电板表面造成热斑效应，影响发电效率，甚至损坏光伏电板的问题。控制单元600还包括设置于行走部件300上的行程感应装置601，行程感应装置601感应到设置在光伏阵列两端的限位装置，发出换向和/或停止信号，实现清洁装置的反向运行和/或停止。此处所述的行程感应装置601能够感应到安装在阵列两端的限位装置，发出换向和停止信号，实现清扫设备的反向运行和停机，在本实施例中，作为一种优选的方案，例如可以是行程感应开关，由三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场。当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触式之检测目的。

如图3示出了本实用新型所示第二个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置复位探测组件的结构示意图，在本实施例中与第一个实施例不同之处在于：控制单元600还包括复位探测组件602和指示组件603，具体的，该复位探测组件602设置于行走部件300上；复位的原理是产生一个一定宽度的复位脉冲信号去复位整个电路，使其工作于预设的状态，保证整个电路从一个预先设定好的状态开始后续的工作，电路复位主要包括这样几种方式：上电复位、外部复位、低电压检测和复位以及看门狗定时器复位，此处所述的复位探测组件602其中好包括设有探测设备(例如红外探测设备或光电探测器)，红外探测设备是利用目标自身热辐射进行被动探测的光电探测设备.不受昼夜以及烟雾等恶条件的影响并可透过伪装发现和识别目标，包括主动红外探测器和被动红外探测器。主动红外探测器由红外发射器和红外接收器组成，红外发射器发射一束或多数经过调制过的红外光线投向红外接收器，发射器与接收器之间没有遮挡物时，探测器不会报警，有物体遮挡时，接收器输出信号发生变化，探测器报；被动红外探测器中有两个关键性元件，一个是菲涅尔透镜，另一个是热释电传感器。自然界中任何高于绝对温度的物体都会产生红外辐射，不同温度的物体释放的红外能量波长也不同，人体有恒定的体温，与周围环境温度存在差别，当人体移动时，这种差别的变化通过菲涅尔透镜被热释电传感器检测到，从而输出报警信号。当所述复位探测组件602检测到设备装置无法正常通过光伏阵列，该复位探测组件602就会发出信号给至控制单元600，进而控制设备控制整个光伏阵列清洁装置返回停机位并通过设置在行走部件300上的指示灯指示组件603给出反馈。此处所述指示组件603是能够反应光伏阵列清洁装置运动状态的指示设备，优选采用指示信号灯，连接控制单元600，且控制单元600根据伏阵列清洁装置运动状态发出电信号传达给指示组件603，其通过电信号的转换，反应在信号灯的变化上，从而能够反应装置的运行状态。

如图4所示为本实用新型所示第三个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置行走部件的结构示意图，在本实施例中与第二个实施例不同之处在于：行走部件300还包括设置于光伏阵列清洁装置两端的第一行走组件301和第二行走组件302，具体的，其中第一行走组件301包括第一主动轮301a和第一限位轮301b，第一限位轮301b与第一主动轮301a垂直设置于行走部件300上，第一主动轮301a与驱动部件500的连接，获得运作所需的动力，实现第一行走组件301的行走，第一限位轮301b能够对第一行走组件301起限位的作用，使得第一行走组件301在光伏板上行走的时候不偏离方向。第二行走组件302包括第二主动轮302a和第二限位轮302b，并且第二主动轮302a与第一主动轮301a通过连接轴303相连接，通过轴传动的作用，带动第二主动轮302a的运作，从而实现第二行走组件302的行走。第二限位轮302b设置调节部件302c内，对第二行走组件302也起限位的作用，通过调节部件302c的调节，使得第二行走组件302在光伏板上行走的时候不偏离方向，该装置两端限位轮相互配合作用，使得整个装置不偏离运动的方向。参照图4所示，图中驱动部件500还包括第一驱动组件501，第一驱动组件501与第一行走组件301相连接，且通过电源开关501a控制所述第一驱动组件501的开启与关闭。

如图5所示为本实用新型所示第四个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置防风部件的结构示意图，在本实施例中与第三个实施例不同之处在于：第一行走组件301还包括防风部件301c，具体的，参照图4，第一行走组件301包括第一主动轮301a和第一限位轮301b，第一限位轮301b与第一主动轮301a垂直设置于行走部件300上，第一主动轮301a与驱动部件500的连接，获得运作所需的动力，实现第一行走组件301的行走，第一限位轮301b能够对第一行走组件301起限位的作用，使得第一行走组件301在光伏板上行走的时候不偏离方向。第一限位轮301b通过固定轴301b-1与光伏阵列清洁装置相连接，防风部件301c设置于固定轴301b-1上，且一端自固定轴301b-1向箱体部件100内部延伸，防止清扫设备被大风吹落。

如图6示出本实用新型所示第五个实施例中所述一种光伏阵列清洁装置清扫部件的结构示意图，在本实施了中与第四个实施例不同之处在于：清扫部件200，包括滚动轴201a和毛刷201b，具体的，毛刷201b呈螺旋状排列，通过滚动轴201a的旋转带动完成清洁，参照图1～5所示，滚动轴201a与第一驱动部件501相连接，通过能源部件400提供的动力，通过传动装置(例如传动轮组)能够高的旋转，从而附着于滚动轴201a上的毛刷201b能够高速旋转带动完成清洁。毛刷201b在靠近滚动轴201a两端，其高度高于其余非靠近滚动轴201a两端的毛刷201b，能够对光伏阵列板更加全面有效的清理，此处所述的毛刷材料种类繁多，最早采用的是天然毛料，所谓天然毛料，即是指如猪鬃、羊毛之类直接采集使用而非人工合成的材料，而诸如猪鬃，羊毛，马毛等众多材料性质也各有差别。还包括人造纤维丝，即尼龙(PA)，PP，PBT，PET，PVC等塑料丝，这些材料由于具备生产成本低、颜色多样、质量稳定、长度不限等等优点，在现代的毛刷加工中被广泛运用，尤其是工业毛刷上，这些人造纤维丝的使用量大大超过了天然毛料，要依据客户的使用环境选择使用。

工作原理：首先需要对设备的蓄电池进行充电操作，需要使用时，将设备安装在光伏电池板上，通过调节部件302c将设备固定，打开电源开关501a，电机通过同步轮组将动力传递给行走轮传动轴和清扫传动轴，进而将动力传递给与轴相连接的行走轮和清扫组件200，实现行走和清扫同步进行；行程感应装置601感应到安装在阵列两端的限位装置，发出换向和停止信号，实现清扫设备的反向运行和停机。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，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揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。