光伏板清洁装置和具有其的发电组件的制作方法

本实用新型涉及发电设备清洁技术领域，具体的说，是光伏板清洁装置和具有其的发电组件。

背景技术：

当前，随着全球能源危机加剧，全球能源紧张，清洁可持续能源占全球能源体系比重越来越大，低碳理念深入人心，光伏板作为可持续清洁能源的代表之一，得到广泛应用，能源利用率成为关注重心。

我国大型光伏电站分布在条件恶劣地区较多，因昼夜温差大，干旱多沙尘，对结构要求严苛，且增加后期维护成本。光伏板表面灰尘沉积会造成灰尘颗粒覆盖在光伏板透光面上，透光板被遮盖部分无法透光而对光伏板效率产生影响。EDEM进行积灰仿真发现，灰尘集中在电池板中下部区域。研究表明，灰尘沉积达3mg/cm²时，透光率降低50％，光电效率降低10.5％；由入射角模型知，透光率受颗粒半径、沉积密度影响严重，且太阳入射角与透光率成反比，同时安装倾角越大灰尘越不易沉积，但考虑到安装倾角直接影响辐射面积和强度结构，倾角不能无限大；光伏板透光率与最大功率点随灰尘沉积密度的增大而线性降低，最大功率点降速小于透光率。

由于积灰对光伏板光电效率转换影响极大，设计光伏板清洁装置显得极为重要。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于设计出光伏板清洁装置和具有其的发电组件，能为光伏板板面提供清洁作用，通过清除板面积灰提高光伏板的发电效率。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本实用新型提供了一种光伏板清洁装置，包括为光伏板提供支撑平面的支撑平台、设置于所述支撑平台的至少一个喷头支架、装设于所述喷头支架自由端的喷头，所述喷头的喷射方向朝向所述支撑平面，所述喷头支架的自由端朝向所述支撑平台的外侧、光照方向延伸；光伏板装设于所述支撑平台上时，所述光伏板位于所述喷头支架内侧。

采用上述设置结构时，支撑平台作为光伏板的安装基础以及喷头支架的安装基础，喷头支架上装设上喷头时，能够通过喷头对光伏板板面喷水利用溶液渗透、水压形成剪切力剥离积灰起到清除积灰的效果，通过清除光伏板提高光伏板的发电效率；同时，喷水能够降低光伏板板面的温度，能够避免光伏板表面温度过高造成的发电效率低下以及损坏问题。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述喷头活动设置于所述喷头支架，所述喷头能沿所述喷头支架的延伸方向移动以调节所述喷头与所述支撑平面的距离。

采用上述设置结构时，能够通过调节喷头与支撑平面的距离达到调节喷头与光伏板间距的目的，改变喷头与光伏板间距能够在喷头型号、水压不变的情况下调节喷头对光伏板的清洁性能，也能够在更换其他型号喷头或改变水压的情况下调节喷头对光伏板的清洁性能。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述喷头支架包括第一L形支架和第二L形支架；所述第一L形支架的竖向段连接所述支撑平台，所述第一L形支架的水平段开设贯穿的腰型孔，所述第二L形支架的水平段与所述第一L形支架的腰型孔活动连接，所述第二L形支架能沿所述第一L形支架的腰型孔靠近或远离所述支撑平台，所述第二L形支架的竖向段的长度方向垂直于所述支撑平面。

采用上述设置结构时，通过两L形支架的组合能达到调节喷头与光伏板之间的水平距离调节目的。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述第二L形支架的竖向段开设沿其长度方向延伸的贯穿的腰型孔，所述喷头与所述第二L形支架的腰型孔活动连接。

采用上述设置结构时，第二L形支架能达到喷头与光伏板之间的竖向距离的调节目的。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述支撑平台的边缘设置有沿其边沿延伸并闭合的围挡，所述围挡开设有贯穿的腰型孔，所述第一L形支架的竖向段与所述围挡的腰型孔活动连接，所述第一L形支架能沿所述围挡的腰型孔沿所述支撑平台的边缘移动。

采用上述设置结构时，围挡为喷头支架提供了连接基础和调节方向，将第一L形支架沿支撑平台的边缘移动能实现喷头沿光伏板的边缘调节的目的。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述围挡的顶边用于支撑光伏板使光伏板架设于所述支撑平面上方，所述围挡设置有用于承托光伏板底侧的托底，所述支撑平台或围挡开设有排水孔。

采用上述设置结构时，通过围挡和托底能将光伏板架空在支撑平台上方，利于清洁水流下流，且围挡与支撑平台形成一储水盒，能够聚集水流。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：光伏板清洁装置还包括调节支座，所述调节支座包括底座、连接于底座的底架，所述底架的自由端朝向光照方向延伸，所述底架的顶端连接所述支撑平台。

采用上述设置结构时，调节支座用于放置于地面上为支撑平台提供支撑，同时，调节支座使支撑平台面向光照方向。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述底架包括伸缩杆件，所述伸缩杆件的底端和顶端分别连接所述底座和所述支撑平台。

采用上述设置结构时，能通过调节伸缩杆件的伸长量来调节支撑平台的高度。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述底架还包括摆动杆件，所述摆动杆件的底端活动连接于所述伸缩杆件的顶端，所述摆动杆件的顶端连接所述支撑平台，所述摆动杆件能上下摆动调节迎光倾角。

采用上述设置结构时，摆动杆件与伸缩杆件活动连接，摆动杆件能围绕其与伸缩杆件的连接点上下摆动，用以调节支撑平台的俯仰角。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述喷头连接有用于控制喷头定时喷射的控制系统，所述控制系统具有用于检测水温的温度探头。

本实用新型还提供了一种具有光伏板清洁装置的发电组件，包括光伏板和上述的光伏板清洁装置，所述光伏板与所述支撑平台固定连接。

采用上述设置结构时，光伏板能够通过光伏板清洁装置对其板面的积灰进行清洁，使光伏板的发电效率始终保持在较高的效率上。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述喷头支架的数量为四个，四个所述喷头支架分别分布于所述光伏板的四个侧方位。

采用上述设置结构时，位于光伏板四个侧方位上的喷头支架提供了四个朝向光伏板的喷头，喷头从四个侧方位对光伏板同时喷水能带来更佳的清灰效果。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述喷头的喷射扇面与所述光伏板板面的夹角为15-60°。

采用上述设置结构时，喷头的喷射面与光伏板板面在该角度方位内时能够达到较好的清洁效果。

进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：所述喷头的喷射点与所述光伏板边缘的喷射距离为6-16cm。

采用上述设置结构时，喷头的喷射点与光伏板边缘间距在该范围内时能够达到较好的清洁效果。

本实用新型具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型的光伏板清洁装置中，支撑平台作为光伏板的安装基础以及喷头支架的安装基础，喷头支架上装设上喷头时，能够通过喷头对光伏板板面喷水利用溶液渗透、水压形成剪切力剥离积灰起到清除积灰的效果，通过清除光伏板提高光伏板的发电效率；同时，喷水能够降低光伏板板面的温度，能够避免光伏板表面温度过高造成的发电效率低下以及损坏问题。

(2)本实用新型的发电组件中，光伏板能够通过光伏板清洁装置对其板面的积灰进行清洁，使光伏板的发电效率始终保持在较高的效率上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是调节支座的主视结构示意图；

图2是喷头支架的俯视结构示意图；

图3是光伏板清洁装置的主视结构示意图；

图4是光伏板清洁装置的侧视结构示意图；

图中标记为：

1-支撑平台；

2-喷头支架；2a-第一L形支架；2b-第二L形支架；

3-围挡；

4-调节支座；4a-底座；4b-伸缩杆件；4c-摆动杆；4d-固定板；4e-固定件；

5-托底。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。

实施例1：

光伏板清洁装置，能为光伏板板面提供清洁作用，通过清除板面积灰提高光伏板的发电效率，并能通过喷水降低光伏板的温度保证发电效率，如图1、图2、图3、图4所示，特别设置成下述结构：

该光伏板清洁装置包括一支撑平台1，该支撑平台1为一平板结构件，支撑平台1的作用是为光伏板提供支撑平面用的。支撑平台1一般来说与光伏板的形状一致，光伏板一般为矩形或方形，比如尺寸规格为13cm×13cm的方形光伏板，支撑平台1也为方形的板状结构件，支撑平台1的规格要比光伏板稍大。该光伏板清洁装置还包括至少一个喷头支架2，喷头支架2为喷头提供连接基础，喷头支架2与支撑平台1连接，光伏板装设于支撑平台1上时，光伏板位于所述喷头支架2内侧，喷头支架2的自由端朝向支撑平台1的外侧、光照方向延伸，使装设在喷头支架2上的喷头能够位于光伏板的上方并不对照射光伏板的光线造成遮挡。该光伏板清洁装置还包括喷头，每个喷头支架2上一般设置至少一个喷头，喷头装设于喷头支架2的自由端，喷头的喷射方向应该朝向支撑平面。支撑平台1作为光伏板的安装基础以及喷头支架2的安装基础，喷头支架2上装设上喷头时，能够通过喷头对光伏板板面喷水利用溶液渗透、水压形成剪切力剥离积灰起到清除积灰的效果，通过清除光伏板提高光伏板的发电效率；同时，喷水能够降低光伏板板面的温度，能够避免光伏板表面温度过高造成的发电效率低下以及损坏问题。

在实际应用过程中，该光伏板清洁装置上安装不同规格的光伏板或应用于不同地区，需要适时调节喷头的位置，如果将喷头固定装设在喷头支架2上的某一位置而不能调整方位时，光伏板清洁装置的适用性较低，那么需要制作多种不同的光伏板清洁装置来适应上述的不同情况，导致生产生产成本较高。优选的，应该让喷头具有可调节性，能够根据需要随时调节喷头的位置，则该喷头活动设置于喷头支架2，喷头能沿喷头支架2的延伸方向移动以调节喷头与支撑平面的距离。能够通过调节喷头与支撑平面的距离达到调节喷头与光伏板间距的目的，改变喷头与光伏板间距能够在喷头型号、水压不变的情况下调节喷头对光伏板的清洁性能，也能够在更换其他型号喷头或改变水压的情况下调节喷头对光伏板的清洁性能。

具体的，作为能够实现喷头位置可调的喷头支架2的一种可行的结构方案，该喷头支架2由两个L形的折弯板件组合而成，包括第一L形支架2a和第二L形支架2b；第一L形支架2a的竖向段与支撑平面垂直，第一L形支架2a水平段与支撑平面平行，第二L形支架2b的水平段支撑平面平行，第二L形支架2b的竖向段与支撑平面垂直。第一L形支架2a的竖向段连接在支撑平台1的边缘处，第一L形支架2a的水平段开设有贯穿的腰型孔，该腰型孔的长度方向与第一L形支架2a的水平段的长度方向一致，第二L形支架2b的水平段上开设有一通孔，该通孔与该腰型孔相对后穿过一螺栓将第一L形支架2a与第二L形支架2b进行紧固，实现第二L形支架2b与第一L形支架2a的活动连接，因此，第二L形支架2b能沿第一L形支架2a的腰型孔靠近或远离支撑平台1。通过两L形支架的组合能达到调节喷头与光伏板之间的水平距离调节目的。

作为能够实现喷头位置可调的喷头支架2的进一步的优选方案，在上述具体喷头支架2的具体结构的情况下，该第二L形支架2b的竖向段开设有一贯穿的腰型孔，该腰型孔沿第二L形支架2b的长度方向延伸，喷头通过螺栓或其他连接件与第二L形支架2b的腰型孔活动连接。该结构下，第二L形支架2b能达到喷头与光伏板之间的竖向距离的调节目的。

作为能够实现喷头位置可调的喷头支架2的进一步的优选方案，在上述具体喷头支架2的具体结构的情况下，在支撑平台1的边缘设置有围挡3，该围挡3为支撑平台1的表面凸起的壁板，壁板沿支撑平台1的边沿延伸并闭合，因此，围挡3具有四个壁面，围挡3的四个壁面上均分别开设有贯穿的腰型孔，该腰型孔的长度方向与支撑平台1的边缘轴向一致，第一L形支架2a的竖向段上开设有一通孔，该通孔与相应侧方位处的围挡3的腰型孔相对后穿入螺栓进行紧固，实现了喷头支架2与支撑平台1的整体活动连接，因此，第一L形支架2a能沿围挡3的腰型孔沿支撑平台1的边缘移动。围挡3为喷头支架2提供了连接基础和调节方向，将第一L形支架2a沿支撑平台的边缘移动能实现喷头沿光伏板的边缘调节的目的。

一般来说，光伏板可安装于围挡3的内侧，但为了避免围挡3对光伏板的遮挡，优选将围挡3的顶部作为光伏板的安装面。这样，需要对安装在围挡3顶部的光伏板进行支撑。在围挡3的左右两侧方位处设置有上凸的侧板，侧板的一端朝向围挡3内侧弯折形成用于承托光伏板底侧的托底5，支撑平台1或围挡3开设有排水孔。在围挡3的顶边用于支撑光伏板使光伏板架设于所述支撑平面上方。通过围挡3和托底5能将光伏板架空在支撑平台1上方，利于清洁水流下流，且围挡3与支撑平台1形成一储水盒，能够聚集水流。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好的实现本实用新型，特别采用下述设置结构：

该光伏板清洁装置还具有一调节支座4，该调节支座4的最基本作用为将支撑平台1支撑于地面并方便搬动。调节支座4包括一底部具有让位的底座4a，底座4a的顶面通过焊接或螺接的方式固定连接有一底架，底架的自由端朝向上方的光照方向延伸形成一弯杆结构件，底架的自由端与支撑平台1的底部固定连接。调节支座4用于放置于地面上为支撑平台1提供支撑，同时，调节支座4使支撑平台1面向光照方向。

优选的，为了使底架具有调节高度的作用，该底架包括一伸缩杆件4b，伸缩杆件4b主要由一直插杆和一调节杆件组成，直插杆的底端固定在底座4a的顶面，直插杆的顶端具有一横向通孔，调节杆件内部具有插孔，调节杆件管壁上具有多个自上而下依次排布的调节通孔，直插杆插入调节杆件的插孔内并使直插杆的横向通孔与调节杆件的某一调节通孔相对并穿入螺栓或销钉实现固定。调节杆件的顶端与支撑平台1的底部固定连接。通过调节伸缩杆件4b的伸长量能够调节支撑平台1的高度。

为了使光伏板能够始终正面光照，该底架应能够调节支撑平台1的俯仰角，因此，该底架还包括一摆动杆件，摆动杆件主要由摆动杆4c、固定板4d、固定件4e组成；摆动杆4c的底部具有连接舌，调节杆件的顶端具有连接耳，调节摆动杆4c的俯仰角并将连接舌插入连接耳内侧后穿过螺栓进行紧固固定，摆动杆4c活的顶端具有螺纹段，螺纹段垂直穿过固定板4d并带上螺母进行固定，固定板4d的顶面通过螺栓固定连接两个固定件4e，固定件4e与支撑平台1的底面固定连接。摆动杆件与伸缩杆件4b活动连接，摆动杆件能围绕其与伸缩杆件4b的连接点上下摆动调节迎光倾角，用以调节支撑平台1的俯仰角。

优选的，为了实现喷头的自动控制，该光伏板清洁装置还包括一PLC控制系统，喷头通过软管连接电动水泵而与水源连接，电动水泵与控制系统实现控制连接，控制系统通过程序实现控制喷头定时喷射的功能，同时为了防止水温过低结冰，在临近喷头处设置一温度探头，温度探头与控制系统电连，水温过低时控制系统会控制与之连接的报警器报警。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上还提供了一种具有光伏板清洁装置的发电组件，该发电组件包括一13cm×13cm的方形光伏板以及实施例2中的光伏板清洁装置，光伏板放置在围挡3上并通过托底5进行支撑实现固定连接。光伏板能够通过光伏板清洁装置对其板面的积灰进行清洁，使光伏板的发电效率始终保持在较高的效率上。

喷头支架2的数量可以为两个或三个或四个或五个等，但经过实际验证，喷头支架2的数量最优为四个，多于四个喷头可能会造成喷射面间的过多重叠，造成浪费。四个喷头支架2分别分布于光伏板的前后左右四个侧方位处。位于光伏板四个侧方位上的喷头支架2提供了四个朝向光伏板的喷头，喷头从四个侧方位对光伏板同时喷水能带来更佳的清灰效果。同时，为了更有效的清洁光伏板，喷头的喷射面为扇面，喷射扇面夹角为40°，喷射扇面与光伏板板面的夹角应该保持在15-60°之间，比如15°、30°、45°、60°，低于15°时和高于60°时，喷头的射流对光伏板的有效冲击面积过低，而喷射扇面与光伏板表面的夹角在45°时，喷头的射流对光伏板的有效冲击面积最大，喷头的喷射面与光伏板板面在该角度方位内时能够达到最好的清洁效果。喷头的喷射点与光伏板边缘的喷射距离为6-16cm，比如6cm、8cm、10cm、12cm、16cm。喷射距离低于6cm则喷头喷射点具光伏板太近，会造成射流在光伏板表面形成湍流，降低清洁效率，喷射距离大于16cm时清洁效率会很低。因此最优距离为10cm，喷头的喷射点与光伏板边缘间距在10cm时能够达到最好的清洁效果。

喷头为四个且均匀分布在光伏板的四个侧方位，喷射扇面与光伏板板面夹角为45°，喷头配设点与光伏板边缘距离为10cm时，在冲击、挤压及水楔等综合作用下能形成射流的最大打击能，保证光伏板清洁效率最好，相比于其他数据设置，能提高9％-13.5％的清洁效率。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。