一种太阳能电池板智能清洁装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种太阳能电池板智能清洁装置，包括电源系统、控制系统、传感系统、移动机构和清扫机构；所述电源系统包括充电桩、直流调压模块、充放电保护模块和动力电池组；所述控制系统包括监控触摸屏、工控主板、运动控制卡和传感系统信号处理单元；所述传感系统包括红外发射接收模块和电池电量检测模块；所述移动机构包括电机驱动器、水平移动伺服电机、水平滚动机构、垂直移动伺服电机和垂直滚动机构；所述清扫机构包括电机驱动器、步进电机和清扫机械臂。基于现有技术而言，本发明专利技术通过电源系统、控制系统、移动机构、传感系统和清扫机构协调合作，提高太阳能板光能利用率，延长太阳能板使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及清洁装置领域，尤其涉及到一种太阳能电池板智能清洁装置。
技术介绍
近年来，随着我国光伏电站规模的不断扩大，光伏组件表面积尘的清洁问题日益突出，己成为光伏发电企业急需解决的难题，制约着光伏发电企业的电能转换效率。据NASA研究表明，每平力米范围内仅4.05克尘埃将造成太阳能转换电能比例降低高达40％，同时由于其电池板的转换率下降，太阳能蓄电池因不能经常保持足够的电量而大大缩短寿命。光伏电站业主只有做到定期清洗，才能为太阳能转换效率的稳定提供保障。就当前光伏电站光伏组件表面清洁次数而言，对于空气相对清洁而潮湿的内蒙古每年达到五次。而对于我国西部严重缺水的青海、甘肃、新疆等较干旱地区，部分电站每年需要清理多达数十次，人工清洁太阳能电池板所需要支付的人工费、人工保险费、管理费以及设备费用等，无形中增加了光电产业的成本负担，而且人工清洁还存在一个问题，就是不能保证电池板清洁干净，这就使得蓄电池不能达到出厂时制定的标准转化率，极大地提高了光伏电站运维成本。我国光伏电站一般位于自然环境较为恶劣的偏远地区，沙尘天气相对较多。尤其对于我国西北地区的大型地面电站而言，多数位于周边植被非常稀少，风沙天气频率较高的荒漠地区。该地区的光伏电站不仅面临着远离水源地，降水量较少，而且地下水也十分匮乏，通过雨水自然冲刷和消防水车难以实现对光伏组件及时有效的清洗。光伏电站的装机规模主要分布在数十兆瓦乃至数百兆瓦之间，其占地而积通常达数平方千米，电池板数量更是高达上万块乃至数十万块，即便有充足的水源、设各和人力，要完成一次如此大规模的全而清洗，其庞大的工作量也难以想象。太阳能发电现有技术就是纯粹的光电转换，可是对于太阳能板上积累的灰层等杂物却无法消除。因此设计一种太阳能电池板智能清洁装置很有必要。
技术实现思路
本专利技术的目是提高太阳能板光能利用率、延长太阳能板使用寿命从而提出了一种太阳能电池板智能清洁装置。本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种太阳能电池板智能清洁装置，包括：一电源系统1，包括充电桩9、与所述充电桩9连接的充放电保护模块7、与所述充放电保护模块7连接的直流调压模块6和与所述充放电保护模块7连接的动力电池组8；一控制系统2，包括工控主板11、与所述工控主板11连接的监控触摸屏10、与所述工控主板11连接的运动控制卡12和与所述工控主板11连接的传感系统信号处理单元13；一移动机构3，包括电机驱动器一16、电机驱动器二19、与所述电机驱动器一16连接的水平移动伺服电机17、与所述水平移动伺服电机17连接的水平滚动机构18、与所述电机驱动器二19连接的垂直移动伺服电机20和与所述垂直移动伺服电机20连接的垂直滚动机构21；一传感系统4，包括红外发射接收模块14和电池电量监测模块15；一清扫机构5，包括电机驱动器三22、与所述电机驱动器三22连接的步进电机23和与所述步进电机23连接的清扫机械臂24。进一步的，所述电源系统1分别与控制系统2、移动机构3、传感系统4和清扫机构5连接。进一步的，所述运动控制卡12分别与电机驱动器一16、电机驱动器二19和电机驱动器三22连接。进一步的，所述传感系统4与传感系统信号处理单元13连接。进一步的，所述太阳能电池板智能清洁装置自带锂电池功能系统。本专利技术工作原理：利用自带锂电池供电，移动机构3工作，电机驱动器一16驱动水平移动伺服电机17转动，在水平移动伺服电机17的带动下，水平滚动机构18转动，促使清洁小车在固定导轨上水平自由移动，同时电机驱动器二19驱动垂直移动伺服电机20转动，在垂直移动伺服电机20的带动下，垂直滚动机构21转动，促使清洁小车在固定导轨上上下自由移动，通过上下左右移动的配合，清洁小车可以实现在电池板全平面上自由移动。在清洁小车移动的同时，清洁机构5工作，电机驱动器三22驱动步进电机23转动，在步进电机23的带动下，清扫机械臂24转动，清扫机械臂24上安装有两个软毛刷，软毛刷在电机的带动下快速旋转，清理太阳能板表面灰尘、树叶和鸟粪等，小车沿着轨道从上到下工作一遍，便完成了对一列电池板的清洗，之后轨道运动至相邻的一列电池板上方，小车再次上下运行，如此遍历直至清洁覆盖完全。毛刷离电池板表面的高度经预先调定，达到掸掠电池板表面时力度适当，既保证电池板面可以被清洁干净，又保证软毛刷不会对电池板面造成划痕，影响电池板工作效率。清洁小车在不停工作的同时其内部锂电池电量也在不停的消耗，此时传感器系统4工作，传感器系统4内部的电池电量检测模块15可以实时检测锂电池的电量，当检测到装置内部锂电池剩余电量小于30％的时候，红外线发射接收模块14立刻启动，充电桩上的红外线发射模块发射红外线，清洁小车内部红外线接收模块接收红外线，并根据红外线寻找最近路径，通过最近路径返回充电桩充电，为下次工作做好准备。当清洁小车充电的时候，电源系统1工作，其内部的充电桩9接市电，市电通过直流调压模块被调制成不同电压等级分别供给控制系统2、移动机构3、传感系统4、清扫机构5工作，充放电保护模块7以及动力电池组8则可以输出稳定的、安全的以及高质量的电能，从而保证清洁小车以及其他机构在利用电能的时候的安全行和稳定性。在各个系统协同工作的过程中，控制系统2起至关重要的作用，其内部的监控触摸屏10可以方便工作人员远距离通过以太网或者互联网控制清洁小车工作，提高效率和可靠性。工控主板则是控制系统2的核心，负责产生和发送控制信号，控制信号用于驱动三种电机工作。运动控制卡12是工控主板的辅助执行机构，工控主板通过执行程序运算和判断将命令信号发送给运动控制卡，运动控制卡则控制各电机的工作情况。传感系统信号处理单元13则与传感系统4配合使用，其可以控制充电桩9上的红外线发射模块发射红外线，也可以控制清洁小车上的红外线接收模块接收模块，然后将信号发送给工控主板。本专利技术提出的一种太阳能电池板智能清洁装置，该装置自带锂电池供能系统，利用锂电池提供的能量，装置移动工作，当程序检测到装置内部锂电池剩余电量小于30％的时候，立刻启动自身内部红外线接收模块接收充电桩上的红外线发射模块发射的红外线，并根据发射出来的红外线寻找最近路径，通过最近路径返回充电桩充电，为下次工作做好准备。充电桩中集成有直流调压模块、充放电保护模块以及动力电池组，从而保证给装置输出稳定的、安全的以及高质量的电能，更好地驱动控制系统、传感系统、移动机构和清扫机构工作，保证系统工作的稳定性。控制系统中的监控触摸屏可以远距离通过以太网或者互联网控制清洁装置工作，提高效率和可靠性。工控主板则是装置的核心，负责运算和发送控制信号，控制信号用于驱动三种电机工作，从而驱动装置在平面上自由移动，同时高效的工作，到最后在电量不足或者工作完成的情况下驱动装置返回。运动控制卡是工控中心的辅助执行机构，工控主板通过执行程序运算和判断将命令信号发送给运动控制卡，运动控制卡则控制各电机的工作情况。传感系统信号处理单元则是在装置内部锂电池电量低于30％的时候或者工作完成后，发送和接收红外线的重要单元，可以高效的为装置找到最优路径，使装置以最快的速度回到充电桩，保证工作的高效和稳定。移动机构包括水平移动伺服电机和垂直移动伺服电机，在运动控制卡的控制下使装置在平面上左右上下自由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池板智能清洁装置，其特征在于，包括：一电源系统1，包括充电桩9、与所述充电桩9连接的充放电保护模块7、与所述充放电保护模块7连接的直流调压模块6和与所述充放电保护模块7连接的动力电池组8；一控制系统2，包括工控主板11、与所述工控主板11连接的监控触摸屏10、与所述工控主板11连接的运动控制卡12和与所述工控主板11连接的传感系统信号处理单元13；一移动机构3，包括电机驱动器一16、电机驱动器二19、与所述电机驱动器一16连接的水平移动伺服电机17、与所述水平移动伺服电机17连接的水平滚动机构18、与所述电机驱动器二19连接的垂直移动伺服电机20和与所述垂直移动伺服电机20连接的垂直滚动机构21；一传感系统4，包括红外发射接收模块14和电池电量监测模块15；一清扫机构5，包括电机驱动器三22、与所述电机驱动器三22连接的步进电机23和与所述步进电机23连接的清扫机械臂24。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池板智能清洁装置，其特征在于，包括：一电源系统1，包括充电桩9、与所述充电桩9连接的充放电保护模块7、与所述充放电保护模块7连接的直流调压模块6和与所述充放电保护模块7连接的动力电池组8；一控制系统2，包括工控主板11、与所述工控主板11连接的监控触摸屏10、与所述工控主板11连接的运动控制卡12和与所述工控主板11连接的传感系统信号处理单元13；一移动机构3，包括电机驱动器一16、电机驱动器二19、与所述电机驱动器一16连接的水平移动伺服电机17、与所述水平移动伺服电机17连接的水平滚动机构18、与所述电机驱动器二19连接的垂直移动伺服电机20和与所述垂直移动伺服电机20连接的垂直滚动机构21；一传感系统4，包括红外发射接收模块1...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄麒元，朱俊，王致杰，周泽坤，王鸿，王浩清，王东伟，杜彬，吕金都，胡江，孙丛丛，朱谷雨，白颖，刘水，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31