光伏组件分组式自动清洗系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种光伏组件分组式自动清洗系统，包括水冲洗系统、空气清洗系统和并列设置的多个光伏清洗单元；水冲洗系统包括清洁水池和均压水管，清洁水池和均压水管之间的连接管上设有高压水泵；空气清洗系统包括空气压缩机和均压气管；光伏清洗单元包括与均压水管相连的水清洗总管和与均压气管相连的空气清洗总管；光伏清洗单元还包括并列设置的清洗机构；清洗机构包括分别对应设置的两根导轨，两根导轨上分别设有滑块，两个滑块之间设有喷水管和喷气管，喷水管上设有喷水缝，喷气管上设有喷气缝；喷水管与水清洗总管相连，喷气管与空气清洗总管相连；光伏支架上设有用于驱动滑块沿着导轨滑动的驱动机构。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于光伏电站
，具体的涉及一种光伏组件分组式自动清洗系统。
技术介绍
光伏发电作为一种清洁能源，近年来在国内外发展迅速。然而，空气中的灰尘覆盖对光伏电池板能量转换的影响非常大，成为了制约光伏发电的难点问题。美国“机遇”号火星探测器在执行任务过程中就曾面临过这个问题，从2004-2010的6年时间里，由于浮尘覆盖，其功率衰减了1/3。同样，无论屋顶光伏电站还是地面光伏电站，都面临组件积灰的情况，灰尘是影响光伏电站发电量的关键因素之一。灰尘对光伏组件的影响主要包括：1、光伏电池板表面的灰尘会遮挡太阳光线对组件的照射，减少了投射到光伏电池表面的太阳辐射量，从而使光伏组件发电量下降；2、光伏组件表面有灰尘时，长久的阳光照射使组件表面受遮挡部分升温远大于未被遮挡部分，温度过高时会出现烧坏的暗斑——热斑。而热斑效应是影响光伏组件输出功率和使用寿命的重要因素，可导致光伏电池局部烧毁形成暗斑、焊点熔化和封装材料老化等永久性损坏，甚至可能导致安全隐患；3、光伏电池盖板表面大多为玻璃材质，玻璃的主要成分是二氧化硅和石灰石等，当湿润的酸性或碱性灰尘附在玻璃盖板表面时，玻璃盖板成分物质都能与酸或碱反应。随着玻璃在酸性或碱性环境里的时间增长，玻璃表面就会慢慢被侵蚀，从而在表面形成坑坑洼洼的现象，导致光线在盖板表面形成漫反射，在玻璃中的传播均匀性受到破坏。美国圣地亚哥市某光伏电站对灰尘导致的发电量损失率进行了研究，5月15日-8月29日期间没有降雨，灰尘导致光伏电站发电量的损失率一直在增加，最高时为22%，这也意味着在8月29日时，约有22% 的发电量因降尘而损失。为了克服灰尘覆盖对光伏组件发电量的影响，目前的光伏组件清洗方式主要包括一下三种。1、人工清洗：人工清洗方式有人力擦洗、直喷水清洗、压缩空气吹扫等。人力擦洗是最原始的组件清洗方式，完全依靠人力完成，这种清洗方式工作效率低、清洗周期长、人力成本高，还存在人身安全隐患。直喷水清洗是以接在水车上( 或水管上) 的高压喷头向光伏组件表面喷水冲刷，从而达到清洗的目的。这种清洗方式明显优于人力擦洗，清洗效率高一些，但仍存在用水量大、清洗效率仍不能满足规模化光伏发电的要求的缺点。压缩空气吹扫是通过专用装置吹出压缩空气清除组件表面的灰尘，用于水资源匮乏的地区。这种方式效率低，且存在灰尘高速摩擦组件的问题，目前很少有电站使用。2、半自动清洗方式：半自动清洗是通过人工操作专用清洗车洗装置的方式实现光伏组件的清洁。半自动清洗方式既有有水清洁也有无水清洁，对水资源的依赖性较低，但对光伏组件阵列的高度、宽度、阵列间路面状况的要求较为苛刻，无法满足所有大型光伏电站的应用需求。3、自动清洗方式：自动清洗方式是将清洗装置安装在光伏组件阵列上，通过程序控制电机的转动实现装置对光伏组件的自动清洗。这种清洗方式成本高昂，设计复杂，多用于研发、测试，很少正式用于大型光伏电站。但随着其成本的降低，将来可能会取代非自动清洗方式，是未来光伏电站组件清洗的发展趋势。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的在于提供一种光伏组件分组式自动清洗系统，能够实现对光伏组件的自动清洗要求，且具有结构简单、成本低廉和适用于大型光伏电站的优点。为达到上述目的，本技术提供如下技术方案：一种光伏组件分组式自动清洗系统，包括水冲洗系统、空气清洗系统和并列设置的多个光伏清洗单元；所述水冲洗系统包括清洁水池和均压水管，所述清洁水池和所述均压水管之间的连接管上设有高压水泵；所述空气清洗系统包括空气压缩机和与所述空气压缩机相连的均压气管；所述光伏清洗单元包括与所述均压水管相连的水清洗总管和与所述均压气管相连的空气清洗总管；所述水清洗总管与所述均压水管之间设有水清洗控制总阀，所述空气清洗总管与所述均压气管之间设有空气清洗控制总阀；且所述光伏清洗单元还包括并列设置的清洗机构；所述清洗机构包括分别对应设置在位于光伏组件两侧的光伏支架上的两根导轨，两根所述导轨上分别设有与其滑动配合的滑块，两个所述滑块之间设置均位于所述光伏组件上方的喷水管和喷气管，所述喷水管上间隔设有朝向所述光伏组件喷射高压水的喷水缝，所述喷气管上间隔设有朝向所述光伏组件喷射高压空气的喷气缝；所述喷水管与所述水清洗总管相连，所述喷气管与所述空气清洗总管相连，且所述喷水管与所述水清洗总管之间设有水清洗控制阀，所述喷气管与所述空气清洗总管之间设有空气清洗控制阀；所述光伏支架上设有用于驱动所述滑块沿着所述导轨滑动并使所述喷水管和喷气管在所述光伏组件上方做往复运动的驱动机构。进一步，每一根所述喷水管与所述水清洗总管之间均设有水清洗控制阀，每一根所述喷气管与所述空气清洗总管之间均设有空气清洗控制阀。进一步，所述水清洗控制总阀、空气清洗控制总阀、水清洗控制阀和空气清洗控制阀均采用电磁换向阀。进一步，还包括水循环系统，所述水循环系统包括污水沉淀池和设置在所述光伏组件下方的集水槽，所述集水槽与所述污水沉淀池之间设有集水管相连，且所述污水沉淀池上设有将沉淀后的清水抽至所述清洁水池的水泵。进一步，所述水泵上设有水泵进水管，所述水泵进水管上设有悬浮进水装置，所述悬浮进水装置包括固定安装在所述水泵进水管上的悬浮壳体，所述悬浮壳体的底部设有配重块，且所述水泵进水管的进水口处设有滤网。进一步，所述污水沉淀池内设有与控制器电连接的浊度计。进一步，所述喷水缝喷射的高压水与所述光伏组件之间的夹角、以及所述喷气缝喷射的高压空气与所述光伏组件之间的夹角相等，并为20-40°。进一步，所述喷水管与所述水清洗总管之间、以及所述喷气管与所述空气清洗总管之间均设有软管。进一步，所述均压水管上设有放水开关，所述均压气管上设有放气开关。进一步，所述高压水泵与均压水管之间设有单向阀Ⅰ，所述空气压缩机和均压气管之间设有单向阀Ⅱ。本技术的有益效果在于：1、设置了水冲洗系统和空气清洗系统，清洗的时候先利用水冲洗系统将光伏组件清洗干净，而后再利用空气清洁系统将光伏组件吹干，如此既可以避免单独空气吹扫清洗而导致的灰尘在光伏组件表面留下磨痕，而且还可以避免水清洗后在光伏组件上留下水滴容易粘灰尘的问题。2、水冲洗系统和空气清洗系统采用分级分组控制，将光伏组件进行分组清洗，容易实现清洗压力的控制；从而保证清洗的水压和气压不会因为管网过大而出现压力下降和压力传递延时等问题。3、在喷水管和喷气管上分别设置喷水缝和喷气缝，与现有的设置多个喷头的技术相比，结构更简单、成本更低，并能够有效提高水和空气的喷射均匀度，提高清洗效果。4、通过设置水循环系统，能够回收清洗后的污水和接收雨水，如此，能够有效节约用水，降低成本；通过在污水沉淀池内设置浊度计，并在水泵上设置悬浮进水装置，能够有效避免将污浊的水抽至清洁水池内。附图说明为了使本技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本技术提供如下附图进行说明：图1为本技术光伏组件分组式自动清洗系统实施例的结构示意图；图2为清洗机构的结构示意图；图3为高压水喷射方向与高压空气喷射方向与光伏组件之间的结构示意图；图4为悬浮进水装置的结构示意图；图5为光伏组件清洁度传感器的结构原理图；图6为自动清洗控制系统的原理框图。附图标记说明：1-清洁水池；2-均压水管；3-连接管；4-高压水泵；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏组件分组式自动清洗系统，其特征在于：包括水冲洗系统、空气清洗系统和并列设置的多个光伏清洗单元；所述水冲洗系统包括清洁水池和均压水管，所述清洁水池和所述均压水管之间的连接管上设有高压水泵；所述空气清洗系统包括空气压缩机和与所述空气压缩机相连的均压气管；所述光伏清洗单元包括与所述均压水管相连的水清洗总管和与所述均压气管相连的空气清洗总管；所述水清洗总管与所述均压水管之间设有水清洗控制总阀，所述空气清洗总管与所述均压气管之间设有空气清洗控制总阀；且所述光伏清洗单元还包括并列设置的清洗机构；所述清洗机构包括分别对应设置在位于光伏组件两侧的光伏支架上的两根导轨，两根所述导轨上分别设有与其滑动配合的滑块，两个所述滑块之间设置均位于所述光伏组件上方的喷水管和喷气管，所述喷水管上间隔设有朝向所述光伏组件喷射高压水的喷水缝，所述喷气管上间隔设有朝向所述光伏组件喷射高压空气的喷气缝；所述喷水管与所述水清洗总管相连，所述喷气管与所述空气清洗总管相连，且所述喷水管与所述水清洗总管之间设有水清洗控制阀，所述喷气管与所述空气清洗总管之间设有空气清洗控制阀；所述光伏支架上设有用于驱动所述滑块沿着所述导轨滑动并使所述喷水管和喷气管在所述光伏组件上方做往复运动的驱动机构。...

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件分组式自动清洗系统，其特征在于：包括水冲洗系统、空气清洗系统和并列设置的多个光伏清洗单元；所述水冲洗系统包括清洁水池和均压水管，所述清洁水池和所述均压水管之间的连接管上设有高压水泵；所述空气清洗系统包括空气压缩机和与所述空气压缩机相连的均压气管；所述光伏清洗单元包括与所述均压水管相连的水清洗总管和与所述均压气管相连的空气清洗总管；所述水清洗总管与所述均压水管之间设有水清洗控制总阀，所述空气清洗总管与所述均压气管之间设有空气清洗控制总阀；且所述光伏清洗单元还包括并列设置的清洗机构；所述清洗机构包括分别对应设置在位于光伏组件两侧的光伏支架上的两根导轨，两根所述导轨上分别设有与其滑动配合的滑块，两个所述滑块之间设置均位于所述光伏组件上方的喷水管和喷气管，所述喷水管上间隔设有朝向所述光伏组件喷射高压水的喷水缝，所述喷气管上间隔设有朝向所述光伏组件喷射高压空气的喷气缝；所述喷水管与所述水清洗总管相连，所述喷气管与所述空气清洗总管相连，且所述喷水管与所述水清洗总管之间设有水清洗控制阀，所述喷气管与所述空气清洗总管之间设有空气清洗控制阀；所述光伏支架上设有用于驱动所述滑块沿着所述导轨滑动并使所述喷水管和喷气管在所述光伏组件上方做往复运动的驱动机构。2.根据权利要求1所述的光伏组件分组式自动清洗系统，其特征在于：每一根所述喷水管与所述水清洗总管之间均设有水清洗控制阀，每一根所述喷气管与所述空气清洗总管之间均设有空气清洗控制阀。3.根据权利要求2所述的光伏组件分组式自动清洗系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：方晓敏，黄云龙，余建军，王真富，马文龙，廖东进，
申请(专利权)人：衢州职业技术学院，
类型：新型
国别省市：浙江;33