一种基于热电的光伏组件清洁装置的制作方法

本发明涉及光伏板清洁装置领域，尤其是一种基于热电的光伏组件清洁装置。

背景技术：

近年来，随着经济的快速发展，传统能源紧缺与环境污染问题愈发严重，大力发展新型可再生能源尤其是太阳能的利用已成我国重要的能源战略。然而，在建立并运行大型光伏电站的同时，由于光伏组件表面出现灰尘、树叶、积雪等杂物，其输出将会受到影响，并产生热斑效应，甚至会损坏光伏组件。因此对于光伏组件表面的清洁十分重要。

随着更多大型光伏电站的建立、越来越多太阳能路灯的使用，光伏组件清洁工作也愈来愈困难，因此，如何快速有效地对光伏组件表面进行清洁成为光伏产业发展的关键问题之一。而如今的清洁方式主要是定时清洁且人工控制，虽然这些方法能有效清除杂物，但其实时性、效率较差，不能及时清除杂物从而影响光伏系统的发电效率，并且操作不便、费用较高。

当前已有的光伏组件清洁装置普遍存在不同程度的电能损耗及成本较高等缺陷，同时，人工清洁装置也存在安全问题。如2016年特斯联(北京)科技有限公司申报的公开号为CN206527072U，专利名为《一种手持光伏板清洁装置》的一种实用新型专利，虽然结构简单、易于实现、携带方便，但对于大型光伏电站，需要消耗大量人力费用，在使用过程中，使用者需靠近光伏阵列，可能会由于误操作发生触电事故。如2018年合肥银创宏达机器人有限公司申报的公开号为CN108940974A，专利名为《一种光伏板清洁装置》的一种实用新型专利，使用喷淋的方式清洁光伏板，且能够进行水资源的循环利用。虽然节约水资源，但当天气恶劣时，比如沙尘暴、极寒条件下，该装置难以确保其可靠性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于热电的光伏组件清洁装置，进一步提高对光伏组件清洁的效率。

一种基于热电的光伏组件清洁装置，其包括控制机构、电源机构及清洁机构；其特征在于：所述控制机构以固定的时间间隔发出工作信号；所述电源机构与清洁、控制机构连接，通过热电机(TEG)为蓄电池充电；所述清洁机构在传动装置驱动下沿着轨道平稳移动完成对光伏组件的清扫。

进一步，所述控制机构采用微控制单元(MCU)，由蓄电池为该机构供电。根据清洁装置所处地理环境的不同设定不同的时间间隔，MCU以固定的时间间隔发出信号，使电源单元为电动机运转提供电能，从而维持清洁装置的运转。同时，控制单元还分别控制电机运行时间及运行方式。

进一步，所述电源机构包括光伏组件、TEG及蓄电池。其中TEG依附在光伏组件背部，利用光伏组件自身温度与空气温度的差异产生电动势，即塞贝克效应，将TEG产生的电能储存在蓄电池中。当接受到控制机构的信号时，由蓄电池为电机提供电能。

进一步，所述清洁机构包括毛刷、滑动块、电机及传动装置。当接受到控制机构的信号时，启动电机，通过传动装置使滑动块沿着长螺杆的方向移动固定的工作时间；同时利用毛刷与光伏组件之间的摩擦，使毛刷在光伏组件表面滚动，达到清洁板面的目的。

进一步，所述传动装置包括皮带、蜗杆、蜗轮、长螺杆及光滑杆，电机通过皮带带动蜗杆转动，通过蜗杆、蜗轮的传动使长螺杆旋转；滑动块贯穿在长螺杆上，通过控制电机的正反转，间接控制滑动块沿轨道(长螺杆)上下滑动。其滑动块的起始和终止位置均位于光伏组件的顶端，并记上下滑动一次为一个工作周期。

进一步，其特征在于：所述工作时间，根据电机转速和长螺杆的长度，设置工作周期，从而设定电源机构的供电时间。

本发明的优点在于：其一，提出了一种基于热电的光伏组件清洁装置；其二，主要利用热效应为装置提供电能，无需外界提供。同时通过TEG的作用，降低光伏组件自身温度，从而提高光伏组件的发电效率。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为光伏组件清洁装置主视图；

图2为光伏组件清洁装置侧视图；

图3为热电机(TEG)阵列分布及内部结构图；

图4为传动装置及滑动块的剖面示意图；

图5为长螺杆、涡轮及光滑杆示意图；

其中：1、支架；2、蓄电池；3、电机；4、热电机(TEG)；5、滑动块；6、光滑杆；7、长螺杆(轨道)；8、毛刷；9、光伏组件；10、蜗杆；11、蜗轮；12、皮带。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

图1为光伏组件清洁装置主视图，图2为光伏组件清洁装置侧视图，图3为热电机(TEG)阵列分布及内部结构图，图4为传动装置及滑动块的剖面示意图，图5为长螺杆、涡轮及光滑杆示意图；如图所示：本发明提供的一种基于热电的光伏组件清洁装置，其包括控制机构、电源机构及清洁机构；其特征在于：所述控制机构以固定的时间间隔发出工作信号；所述电源机构与清洁、控制机构连接，通过TEG(4)为蓄电池(2)充电；所述清洁机构在传动装置驱动下沿着轨道(7)平稳移动完成对光伏组件清扫。

所述控制机构采用MCU，由蓄电池(2)为该机构供电。根据清洁装置所处地理环境的不同设定不同的时间间隔，MCU以固定的时间间隔发出信号，使电源单元为电机(3)运转提供电能，从而维持清洁装置的运转。同时，控制单元还分别控制电机运行时间及运行方式。

所述电源机构包括光伏组件(9)、TEG(4)及蓄电池(2)。其中TEG(4)依附在光伏组件(9)背部，利用光伏组件自身温度与空气温度的差异产生电动势，即塞贝克效应，将TEG(4)产生的电能储存在蓄电池(2)中。当接受到控制机构的信号时，由蓄电池(2)为电机(3)提供电能。

所述清洁机构包括毛刷(8)、滑动块(5)、电机(3)及传动装置。当接受到控制机构的信号时，启动电机(3)，通过传动装置使滑动块(5)沿着长螺杆(7)的方向移动固定的工作时间；同时利用毛刷(8)与光伏组件(9)之间的摩擦，使毛刷(8)在光伏组件表面滚动，达到清洁板面的目的。

所述传动装置包括皮带(12)、蜗杆(10)、蜗轮(11)、长螺杆(7)及光滑杆(6)。电机(3)通过皮带(12)带动蜗杆(10)转动，通过蜗杆(10)、蜗轮(11)的传动使长螺杆(7)旋转；滑动块(5)贯穿在长螺杆上，通过控制电机的正反转，间接控制滑动块沿轨道(长螺杆)上下滑动。其滑动块的起始和终止位置均位于光伏组件的顶端，并记上下滑动一次为一个工作周期。

所述工作时间，根据电机转速和长螺杆的长度，设置工作周期，从而设定电源机构的供电时间。

本装置采用具有塞贝克效应的TEG为蓄电池充电，从而提供整个装置用电。同时通过MCU实时监测及控制，达到及时高效的清洁效果。