基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法与流程

本申请涉及光伏发电技术、光伏储能技术以及光伏板清洗，尤其是一种基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法。

背景技术：

1、光伏发电产业凭借其能源清洁、安全可靠、无噪声等优势在国内外蓬勃发展。光伏发电系统中的光伏板常年暴露于室外恶劣环境中，容易积聚污垢，不但降低了光电转换效率，还容易形成安全隐患。

2、现有技术中常采用人工清洗、机械化清洗车清洗、清洁机器人清洗等方式对光伏板进行清洁，但是这些清洗方式均需要人力或通过外部电路提供动力。

3、此外，光伏发电具有间歇性、波动性和非周期性的特点，这些特点导致光伏电站接网消纳困难，尤其是当发电量大于电网侧需求时，超出需求的能量将被废弃，即为“弃光”问题，这就导致了光伏发电量的利用率降低。

4、因此，光伏板不易清洁和光伏发电“弃光”问题亟待解决，现有技术中缺少一种可以提高发电量利用率的光伏板自动化清洁组件及实施方法。

技术实现思路

1、本申请提供一种基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，以解决相关技术的不足。

2、为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

3、第一方面，本申请提供一种基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，包括光伏组件、储能组件和清洁组件；

4、光伏组件包括光伏板；

5、储能组件包括空气压缩机、储气罐和发电机；空气压缩机、储气罐和发电机依次连通，光伏组件为空气压缩机提供电能，光伏组件和空气压缩机之间电连接，空气压缩机压缩外界空气，并将压缩后的气体储存于储气罐，发电机被配置为在储气罐中气体的作用下做功，产生的电能供向外部电网；

6、清洁组件包括清洁管路，清洁管路包括依次连通的总管、支管和毛管，总管的第一端被配置为清洁管路的进气端，进气端和发电机连通，支管连接于总管的第二端和毛管的第一端之间，毛管的第二端被配置为清洁管路的出气端，出气端对应于光伏板，以使出气端喷出的气体清洁光伏板。

7、作为一种可能的实施方式，发电机为透平发电机；

8、储能组件还包括电加热装置，电加热装置设置于储气罐和发电机之间，光伏组件为空气压缩机提供电能，且电加热装置和光伏组件电连接；

9、电加热装置被构造为对驱动发电机的气体进行加热。

10、作为一种可能的实施方式，储能组件包括进气管和单向阀，进气管的第一端配置为吸入外界空气，进气管的第二端和空气压缩机的进气口连通；

11、单向阀包括第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀设置于进气管的第一端，以控制进气管的第一端打开或关闭；

12、第二单向阀设置于储气罐和发电机之间，以控制储气罐和发电机之间的连通状态。

13、作为一种可能的实施方式，储能组件包括连接管和第三单向阀，连接管的第一端和储气罐连通，连接管的第二端和总管的进气端连通；

14、第三单向阀设置于连接管，以控制连接管和总管之间的连通状态。

15、作为一种可能的实施方式，清洁组件还包括至少一个喷头，喷头连接于清洁管路的出气端，喷头位于不同光伏板或者同一光伏板的不同位置；或，喷头位于光伏板的边角。

16、作为一种可能的实施方式，喷头包括球形支座和开口，开口和清洁管路的出气端之间通过球形支座转动连接，以控制开口朝向光伏板的角度；

17、其中，出气端、球形支座和开口依次连通。

18、作为一种可能的实施方式，总管上设多个分支，支管和毛管均为多个；总管沿长度方向设有多个支管，各支管的第一端分别连通于总管，各毛管的第一端分别连通于不同的支管。

19、作为一种可能的实施方式，清洁组件还包括供液管和控制阀，供液管连通于支管，以向支管提供清洁液；

20、控制阀包括第一控制阀和第二控制阀，第一控制阀设置于总管上，以控制储能组件和总管之间的连通状态；

21、第二控制阀设置于供液管，以控制支管与供液管之间的连通状态。

22、作为一种可能的实施方式，清洁组件还包括增压泵，增压泵设置于支管与毛管的连接处。

23、第二方面，本申请提供一种基于弃光电量储能再利用的光伏清洗实施方法，适用于前述任一项的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，方法包括：

24、(1)储能过程：当电网处于负荷低谷期时，光伏组件产生的弃光电能驱动空气压缩机和电加热装置工作，空气压缩机压缩外界空气形成压缩气体，电加热装置调节压缩气体的温度，压缩气体储存于储气罐；

25、(2)发电过程：当电网处于负荷高峰期时，发电机在储气罐中的压缩气体的作用下做功，产生的电能供向外部电网，气体作用于发电机后流向清洁管路；

26、(3)增压过程：增压泵调节最初流入支管的气体或清洁液和气体的混合物的初始压力，以使流至清洁管路出气端的气体或清洁液和气体的混合物的喷射压力满足清洁光伏板的要求；

27、(4)清洗过程：气体或清洁液和气体的混合物沿喷头喷射并作用于光伏板表面，通过调节球形支座控制开口转动，以改变开口相对于光伏板的角度，从而多角度清洁光伏板表面。

28、本申请的有益效果是：

29、1、本申请提供的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，构思巧妙、结构合理。通过采用压缩空气储能、压缩气体清洁光伏板的方法，将储能、光伏清洁领域相结合，既能实现调节电网负荷的功能，又能清洁光伏板表面的污垢，提高了光伏发电系统弃光电量的利用率。

30、2、本申请提供的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，通过压缩、释放空气的方法对弃光电量进行储存和再利用，解决了电站接网消纳困难，降低了弃光率。

31、3、本申请提供的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，自动化程度高。可远程操控实现相应功能，无需人工、机械等现场清洁，操作方便，节省时间成本以及劳动力成本。

32、4、本申请提供的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，应用范围广泛，适用于陆上、水面、海上光伏电站。水面、海上光伏发电站可将场内水源通过供液管引入清洁管路，就地取材，节省用水、送水成本。

33、5、本申请提供的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，光伏板清洗频率可控，可以保证光伏板洁净、高透光率，增长了光电转化的可利用时间，提高了光电转化效率。

34、6、本申请提供的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，能量利用率高，将发电机做功后排出的尾气应用于光伏板清洁，充分利用了尾气的压力势能和热能去除光伏板的污垢，在此过程中，能量的重复利用提高了系统的能量利用率。

技术特征：

1.一种基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，包括光伏组件、储能组件和清洁组件；

2.根据权利要求1所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述发电机为透平发电机；

3.根据权利要求1或2所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述储能组件包括进气管和单向阀，所述进气管的第一端配置为吸入外界空气，所述进气管的第二端和所述空气压缩机的进气口连通；

4.根据权利要求1或2所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述清洁组件还包括至少一个喷头，所述喷头连接于所述清洁管路的出气端，所述喷头位于不同所述光伏板或者同一所述光伏板的不同位置；或，

5.根据权利要求4所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述喷头包括球形支座和开口，所述开口和所述清洁管路的出气端之间通过所述球形支座转动连接，以控制所述开口朝向所述光伏板的角度；

6.根据权利要求1或2所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述总管上设多个分支，所述支管和所述毛管均为多个；

7.根据权利要求6所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述清洁组件还包括供液管和控制阀，所述供液管连通于所述支管，以向所述支管提供清洁液；

8.根据权利要求7所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述清洁组件还包括增压泵，所述增压泵设置于所述支管与所述毛管的连接处。

9.根据权利要求1或2所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，其特征在于，所述储能组件包括连接管和第三单向阀，所述连接管的第一端和所述储气罐连通，所述连接管的第二端和所述总管的进气端连通；

10.一种基于弃光电量储能再利用的光伏清洗实施方法，其特征在于，适用于权利要求1-9任一项所述的基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件，所述方法包括：

技术总结
本申请提供一种基于弃光电量储能再利用的光伏清洗组件及实施方法，该组件包括光伏组件、储能组件和清洁组件。储能组件包括依次连通的空气压缩机、储气罐和发电机。光伏组件与空气压缩机电连接，外界空气经空气压缩机压缩后储存于储气罐。发电机在压缩气体的作用下做功，产生电能反补电网。清洁组件包括清洁管路，清洁管路的进气端和储能组件的末端连通，出气端喷出的气体用于清洁光伏板。实施方法包括：1)储能过程、2)发电过程、3)增压过程、4)清洗过程。本申请提供的组件及方法通过调节储能组件和清洁组件在不同工作状态下的运行方式，可以实现调节电网负荷及清洁光伏板的功能，从而可以提高光伏组件所产生的弃光电量的利用率。

技术研发人员：卢光坤,王广坡,曹冬梅,姜明涛,董帅,庞光耀,衷梓芮,张德康,赵岭
受保护的技术使用者：三峡新能源发电（阜南）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15