一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置的制作方法

本实用新型涉及太阳能电池板技术领域，更具体的说是涉及一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置。

背景技术：

太阳能是一种可再生的清洁能源，具有非常广阔的应用前景，随着社会发展对可再生清洁能源的需求加剧，太阳能电池板在各个行业中都得到了快速地普及和应用。

在地质灾害自动化监测领域，为满足对地质灾害发展发育情况的实时、自动化监测，多使用太阳能电池板为架设在野外的自动化设备提供电能，因此太阳能电池板多架设在野外、无人值守区域，得不到固定的维护清洁。落叶、灰尘积垢、积雪等都会导致其光电转化率降低，而恶劣自然条件下，落石等外界因素极有可能损坏太阳能电池板。

根据资料显示，异物、积垢的长时间遮挡，会形成热斑效益，即在太阳光长期的照射下，被遮盖部分的升温会远远大于未被遮盖部分，致使被遮盖的部分温度过高而出现烧坏的暗斑，热斑效应严重时可导致太阳能电池板大面积损坏。据国外权威统计，热斑效应使太阳电池组件的实际使用寿命至少减少10％。而当具有酸碱特性的异物沉积到太阳能电池板表面，经过较长时间后将会侵蚀太阳能电池板表面，这时电池板表面是非镜面状态，会增加光线的漫反射，即会减少太阳能的热辐射吸收，降低效率。且因太阳能电池板架设在无人值守的野外环境中，不可避免的会受到落石等外界因素的破坏，一旦太阳能电池板受损，其光电转换效率将大大降低，严重时会直接破坏，致使现场设备无法工作。

综上所述，定期对太阳能电池板进行清洁，并对其进行一定的保护措施，是保证太阳能电池板正常工作的必要手段。现有的太阳能电池板清洁技术主要为人工清洁，利用高压水枪、喷淋系统、人工擦拭等方法对太阳能电池板进行冲洗清洁，但是该方法主要针对大型、集中的光伏太阳能电站比较容易操作，而对于分散的、单独的、布设在无人值守野外环境中的太阳能电池板，要进行一次人工清洁，所耗费的人力、物力与时间极其巨大，清洁成本高效率低。其他如静电-电帘除尘法、自清洁膜涂层法、片上机器人清洁法等等，这些清洁方法设备价格昂贵、技术不成熟、性价比较低、均难以大面积投入使用。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置，以期解决背景技术中存在的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置，包括安装在太阳能电池板上的透明保护罩，在太阳能电池板和透明保护罩之间至少安装有一个用于检测光照强度的光敏元件，所述透明保护罩上设置有用于对透明保护罩进行清扫的除尘刷，所述透明保护罩上设置有带动所述除尘刷在透明保护罩上做往复运动实现清扫的动力装置，所述透明保护罩上设有控制器，所述控制器分别和光敏元件以及动力装置电连接。

进一步的，所述透明保护罩将太阳能电池板完全覆盖，所述透明保护罩与太阳能电池板相对的区域为太阳能电池板区域，所述动力装置和控制器设置在透明保护罩的非太阳能电池板区域上。

进一步的，所述动力装置包括电机、螺杆、第一支撑座、第二支撑座、限位开关和螺母，螺杆的一端贯穿第一支撑座且与电机的输出端连接，螺杆的另一端轴连接在第二支撑座上，限位开关分别设置在第一支撑座、第二支撑座相对的一侧，螺母螺接在螺杆上，除尘刷连接在螺母上，两个限位开关分别与控制器电连接。

进一步的，所述除尘刷包括除尘刷杆和固定在除尘刷杆上的除尘刷毛，所述除尘刷杆固定在螺母上。

进一步的，所述太阳能电池板区域的每个顶角以及太阳能电池板区域的中部各设有一个光敏元件，每个光敏元件分别和控制器电连接。

进一步的，所述透明保护罩为有机玻璃。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果是：

本实用新型结构新颖，实用性强。透明保护罩可在一定程度上对太阳能电池板进行保护，避免其受到落石等外界因素的直接破坏，同时也能够避免落叶、灰尘积垢等异物覆盖；利用光敏元件探测太阳能电池板的光照情况，在合适的时候实现自动化除异物，可用于人力难以到达的地形上的太阳能电池板；实时监测蓄电池电压，及时发现存在供电问题的点位，以便及时派人维修处理，保证野外设备的长期、稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型的一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置的俯视图。

图2是本实用新型的一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置的结构示意图。

图3是本实用新型的一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置的除尘刷的结构示意图。

图4是本实用新型的一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置的控制电路连接示意图。

图中标记：1-电机，2-限位开关，3-螺母，4-螺杆，5-控制器，6-光敏元件，7-除尘刷，8-透明保护罩，9-太阳能电池板，10-除尘刷毛，11-除尘刷杆，12-第一支撑座，13-第二支撑座。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本实用新型的保护范围。

实施例1:

如图1所示，一种野外无人值守太阳能电池板保护清理装置，包括安装在太阳能电池板9上的透明保护罩8，在太阳能电池板9和透明保护罩8之间安装有一个用于检测光照强度的光敏元件6，所述透明保护罩8上设置有用于对透明保护罩8进行清扫的除尘刷7。如图3所示，在本实施例中，除尘刷7包括除尘刷杆11和固定在除尘刷杆11上的除尘刷毛10，所述除尘刷杆11固定在螺母3上。所述除尘刷毛10优选为硬质刷毛。所述透明保护罩8上设置有带动所述除尘刷7在透明保护罩8上做往复运动实现清扫的动力装置，所述透明保护罩8上设有控制器5，所述控制器5分别和光敏元件6以及动力装置电连接。

本实用新型在已安装的太阳能电池板9上加装一层透明保护罩8，将其固定在太阳能电池板9的支架上，用以保护太阳能电池板9，避免受到落石等外界因素的直接破坏，同时也能够避免落叶、灰尘积垢等异物覆盖太阳能板。至于透明保护罩8则优先选用透光性和刚性都比较好的有机玻璃，厚度一般在5-10mm。

本实用新型在工作时，利用光敏元件6对光信号的敏感特性，随时探测太阳能板的光照情况，当光敏元件6亮度低于预设值时，光敏元件6会给控制器5发送信号，使得控制器5启动动力装置工作，使其带动所述除尘刷7在透明保护罩8上做往复运动实现清扫。

本实施例中，控制器5中有相互连接的控制芯片和无线传输模块，控制芯片内有控制整个系统运作的程序。包括测量光照强度、测量太阳能板的蓄电池电压、控制电机1是否启动以及发送报警信号。

如图4所示，太阳能电池板9的电能储蓄在蓄电池内，蓄电池输出电压接到控制器5，控制芯片通过模数转换可实时检测蓄电池输出电压，当电压低于一定值后，即认为长时间未能充电，随后通过无线传输模块传输报警信号给使用者云端数据库，从而可以及时安排维修人员进行维修。

需要说明的是，本实施例所采用的控制芯片、无线传输模块和光敏元件6均为现有技术中很成熟的产品，控制芯片的型号为stm32f103，无线传输模块的型号为atk-m751,光敏元件6的型号为gl5516型号。

控制器5的输入电源是由太阳能的蓄电池提供的，同时输入电源经过分压后，通过控制器5内的模数转换器件(adc)将电压信号传输至控制板的控制处理单元(mcu)，实时测量输入电压的大小，如果电压低于一定值后，即认为蓄电池内电量过低，通过无线传输模块将报警信号传送到云端数据库，并进行设备故障报警。

在本实施例中，所述透明保护罩8将太阳能电池板9完全覆盖，所述透明保护罩8与太阳能电池板9相对的区域为太阳能电池板9区域，所述动力装置和控制器5设置在透明保护罩8的非太阳能电池板9区域上。所述非太阳能电池板9区域即透明保护罩8上除了太阳能电池板9区域的区域。之所示动力装置要设置在非太阳能电池板9区域是为了能最大限度的对与太阳能电池板9相对的透明保护罩8上进行彻底的清扫，做大限度的保证透明保护罩8的透光性。

如图2所示，在本实施例中，所述动力装置包括电机1、螺杆4、第一支撑座12、第二支撑座、限位开关2和螺母3，螺杆4的一端贯穿第一支撑座12且与电机1的输出端连接，螺杆4的另一端轴连接在第二支撑座上，限位开关2分别设置在第一支撑座12、第二支撑座相对的一侧，螺母3螺接在螺杆4上，除尘刷7连接在螺母3上，两个限位开关2分别与控制器5电连接。

设置第一支撑座12和第二支撑座是为了保证螺杆4旋转的稳定性，螺杆4和螺母3组成了丝杠丝杆结构，在实际安装时，电机1、第一支撑座12、第二支撑座均固定在透明保护罩8上，除尘刷7与透明保护罩8平行设置。由于设置了限位开关2，当电机1带动转轴转动，启动清扫杆进行一次清扫，清扫杆由透明保护罩8的第一支撑座12端运动至透明保护罩8的第二支撑座端进行清扫后，螺母3会触碰第二支撑座上的限位开关2，第二支撑座上的限位开关2出发信号给控制器5，继而控制电机1进行反转，螺杆4又带动螺母3朝向第一支撑座12的一端方向移动，如此反复对透明保护罩8进行清扫。

为了达到节能的效果，同时，经过实验，除尘刷7反复运行清扫3-5分钟即可完成清扫，使得光敏元件6检测到的亮度大于预设值时，控制电机1停止工作。如果完成清扫后若光敏元件6检测到的亮度还是偏低，等待8小时，以排除黑夜的影响，若8小时后，亮度依然偏低，则再进行一次清扫。

在本实施例中，所述太阳能电池板9区域的每个顶角以及太阳能电池板9区域的中部各设有一个光敏元件6，每个光敏元件6分别和控制器5电连接。通过设置多个光敏元件6，可以提高检测精度，其中任意一个光敏元件6检测到的亮度低于预设值时，系统开始工作，对透明保护罩8进行清扫。当然光敏元件6在理论设置越多越好，但是设置越多成本越高，且如果设置很多个光敏元件6，也会影响太阳能电池板9的吸光性，因此设置以本实施例的布置方式设置5个光敏元件6是最佳选择。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。